毕业设计（论文）
题目：低压动态无功补偿装置的设计系别：电气信息工程系
专业年级：
年月日
摘要
依据用电设备的功率因数，可测算输电线路的电能损失。通过现场技术改造，可使低于标准要求的功率因数达标，实现节电目的。本文分析了无功补偿的作用和补偿容量的选择方法，着重论述了低压电网和异步电动机无功补偿容量的配置。结合应用实例说明采用无功补偿技术，提高低压电网和用电设备的功率因数，已成为节电工作的一项重要措施。
关键词: 节电技术；功率因数；无功补偿
Abstract
The power factor of equipment can be used to measure the loss of energy in transmission lines。By refining the technique, we can let the power factor which is below the standard get standardized to save electricity。This article analyses the function of reactive compensation and the ways to choose capacity of compensation。It emphasizes in discussing the configuration of low voltage network and asynchronous motor’s capacity in reactive compensation。By combining with actual examples, this article also explains that using the technique of reactive compensation to improve the power factor of low voltage network and equipment important measure to save electricity。
Key words: Technique of electricity saving；,Power factor；Reactive compensation
目录
前言 (1)
第一章无功补偿的基本知识 (2)
1.1无功补偿的基本原理 (2)
1.2无功补偿的意义 (2)
1.3无功补偿的实现方法 (2)
1.4无功补偿的合理配置原则 (2)
第二章现有补偿装置存在的问题几解决方法 (5)
第三章提高低压电网功率因数的无功补偿的方法 (7)
3.1影响功率因数的因素 (7)
3.2随机补偿 (7)
3.3随器补偿 (7)
3.4跟踪补偿 (8)
第四章无功功率补偿容量的选择方法 (9)
4.1单负荷就地补偿容量的选择的几种方法 (9)
4.2多负荷补偿容量的选择 (10)
第五章无功补偿的效益 (11)
5.1节省企业电费开支 (11)
5.2提高设备的利用率 (11)
5.3降低系统的能耗 (11)
5.4改善电压质量 (11)
第六章应用实例 (13)
结论 (14)
参考文献 (15)
致谢 (16)
前言
随着我国电力工业的迅猛发展，电网逐步扩张电力负荷增长很快，电压等级越来越高，电网、发电机单机容量也越来越大，电网覆盖的地理在不断扩大但是，由于地理环境、燃料运输、水资源及经济发展规模等诸多因素的影响，
致使电源(发电厂)分布不均衡，要保证系统的稳定和优良的电能质量，就必须解决远距离输电、电压调节及无功补偿等问题。
电压是电能质量的重要指标之一，电压质量对电网稳定及电力设备安全运行线路损失、工农业安全生产、产品质量、用电单耗和人民生活用电都有直接影响。无功电力是影响电压质量的一个重要因素，电压质量与无功是密不可分的，可以说电压问题本质上就是无功问题。解决好无功补偿问题，具有十分重要的意义。
目前，许多地方电力系统的无功补偿和电压调节依然采用传统的调节方式，有载调压变压器、静电电容器等只能手动调节和投切，不能实现实时电压调节或无功补偿。因此，实现实时无功补偿以保证电力系统电压的连续稳定性，是本文研究和探讨的主要方向。
第一章无功补偿的基本知识
1.1无功补偿的原理
电网输出的功率包括两部分：一是有功功率，二是无功功率。直接消耗电能能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率，是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能。电流在电容元件中作功时，电流超前于电压90℃。而电流在电感元件中作功时，电流滞后电压90℃。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180℃。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理。
1.2无功补偿的意义
（1）减少电力损失，一般工厂动力配线依据不同的线路及负荷情况，其电力损耗约2%--3%左右，使用电容提高功率因数后，总电流降低，可降低供电端与用电端的电力损失。
（2）改善供电品质，提高功率因数，减少负载总电流及电压降。于变压器二次侧加装电容可改善功率因数提高二次侧电压。
（3）延长设备寿命。改善功率因数后线路总电流减少，使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低，因此可以降低温升增加寿命（温度每降低10°C，寿命可延长1倍）
（4）最终满足电力系统对无功补偿的监测要求，消除因为功率因数过低而产生的罚款
1.3无功补偿的实现方法
一种是在电网上并联电容器，通过提高电网的功率因数达到减少线路电压损耗，提高供电设备利用率的目的；另外一种是在电网上并入同步电动机，通过改变同步电动机励磁电流的方法来改变电路负载特性。其中前一种方法适用
于居民、商业及小型工厂的低压供电系统，而后一种方法适用于大型工厂中的无功功率补偿。
1.4无功补偿的合理配置原则
从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。
（1）总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。
（2）电力部门补偿与用户补偿相结合。
在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%～60%，其余的无功功率消耗在配电网中。因此，为了减少无功功率在网络中的输送，要尽可能地实现就地补偿，就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。
（3）分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。
集中补偿，是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，如配电线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿集中补偿，主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗。但不能降低配电网络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。所以为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。
（4）降损与调压相结合，以降损为主。
在实际应用中，由于电路特性是随时变化的，为了达到较好的补偿效果，就必须动态跟踪电路特性的变化，实时监测电路中U 与I 的相位差角，根据角的大小决定并联电容器的值。基本的功率因数cosφ补偿电路如图1 所示。
电路中的K1～Kn在自动动态补偿装置中可采用双向可控硅，在电路工作时，一般保证cosφ< 0.95，避免电路出现谐振现象，损坏电网供电设备和用电器。具体的方法是通过对电压U和电流I的相位检测来判断是否并入补偿电容器，并入几个这些都是通过控制装置自动完成的，这就是动态无功功率补偿装置的工作原理。
第二章现有补偿装置存在的问题及解决方法
2.1存在的问题
上面所述的方法只局限于某一段电路，并没有从整个电为了弥补这一缺陷，就有必要对整个供电系统中的各段电路功率因数补偿装置进行集中调控，使整个系统处于协调工作状态。由于现有的动态功率因数补偿装置还没有实现整网连调，所以，有必要增加动态功率因数补偿装置的数据通讯功能，将其工作状态及相关的电流、电压功率因数、工作温度、环境状态等参数发送到总调室，总调室中的主控微机则根据前端工作状态实时调整控制参数达到整网均衡运行的目的。
另外，在分析补偿过程中所提到的电容器，是按理想电容器来分析计算的，实际的电容器可等效为电阻R与电容器C并联电路，如图2所示，电路的矢量
图如图3所示。
由矢量图可列
tg=I R I C=; R=
式中：tgδ———为介质损耗系数；δ———为介质损耗角
由式可见：电阻R减小，电容器介质损耗增加，电容器发热，电解液易枯
竭使电容量减小，补偿不足。同时，电容器在密闭较严时易出现爆炸现象。为
及时发现并解决这一问题，也应对电容器的工作温度、电容量等参数进行检测，并将检测结果及时发送给控制终端，便于及时维修更换，避免事故的发生。2.2解决的方法
对于功率因数补偿问题，多年来，人们一直在变压器输出端或工厂电力入
口等前端上进行无功功率补偿，补偿方案如图4所示。
由图可见，前端补偿只补偿了10 kV以上供电网的无功电流，400 V低压输电网下端的无功电流并没有得到补偿，而现今居民和商业用电户，多采用节能型日光灯照明，电路功率因数低，且得不到补偿图5为了解决这一问题，有必要开发研制一种造价低、性能好的小型动态无功功率补偿装置(MTSC) 。将此装置安装于居民(或商业) 用户的集中供电箱中，这样就构成了新的动态补偿控制方案。
第三章提高低压电网功率因数的无功补偿的方法
3.1影响功率因数的因素
由于无功的存在，将会对电网的功率因数产生较大的影响。当有功功率P 一定时，如减少无功功率Q，则功率因数便能够提高。在极端情况下，当Q=0时，则其力率=1 影响功率因数的主要因素
（1）大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。
（2）变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的13。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。
（3）供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。
当供电电压高于额定值的10％时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。
3.2随机补偿
随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，此种方式可较好地限制用电单位无功负荷。
随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活，维护简单、事故率低等。
3．3随器补偿
随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是用电单位无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加。
随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前补偿无功最有效的手段之一。
3.4跟踪补偿
跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。
跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。
第四章 无功功率补偿容量的选择方法
无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。
4.1单负荷就地补偿容量的选择的几种方法
（1）美国资料推荐：Q c =(13)P e [额定容量的13]
（2）日本方法：从电气计算日文杂志中查到：14～12容量计算
考虑负载率及极对数等因素，按式（5）选取的补偿容量，在任何负载情况下都不会出现过补偿，而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用，对一般情况都可行，特别适用于I o I e 比值较高的电动机和负载
率较低的电动机。但是对于I o I e 较低的电动机额定负载运行状态下，其补偿效
果较差。
（3）经验系数法：由于电机极数不同，按极数大小确定经验系数选择容量 比较接近实际需要的电容器，采用这种方法一般在70%负荷时，补后功率因数可在0.95~0.97 之间
电机容量大时选下限，小时选上限 ；电压高时选下限，小时选上限
Q c =P[（1COS2φ1-1）12-（1COS2φ2-1）12]
实际测试比较准确方法此法适用于任何一般感性负荷需要精确补偿的就地补偿容量的计算。
（4）如果测试比较麻烦，可以按下式
var)(10330k I U Q e c -?≤
I o -空载电流=2I e (1-COS φe ) 瑞典电气公司推荐公式
Q o 若电动机带额定负载运行，即负载率β=1,则：Q o =0
根据电机学知识可知，对于I o I e 较低的电动机（少极、大功率电动机），
在较高的负载率β时吸收的无功功率Q
β与激励容量Q o的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功经济当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。
（5）按电动机额定数据计算：
Q= k(1- cos2φ
e )3U
e
I
e
×10-3 (kvar)
K为与电动机极数有关的一个系数
4.2多负荷补偿容量的选择
多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。
对已生产企业欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：
Qe=K
m K
j
(tgφ
1
-tgφ
2
)T
m
式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；K
j
为补偿容
量计算系数，可取0.8～0.9；Tm为企业的月工作小时数；tgφ
1、tgφ
2
意义
同前，tgφ
1
由有功和无功电能表读数求得。
对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式选择：
Qc=K
n P
n
(tgφ
1
-tgφ
2
)
式中K
n 为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75；P
n
为企业有功功率之和；
tgφ
1、tgφ
2
意义同前。tgφ
1
可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加
权平均功率因数求得cosφ
1
。
多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。但电气设备不连续运转或轻负荷运行时，会造成过补偿，使运行电压抬高，电压质量变坏。因此这种方法选择的容量，对于低压来说最好采用电容器组自动控制补偿，即根据负荷大小自动投入无功补偿容量的多少，对高压来说应考虑采取防过补偿措施。
第五章无功补偿的效益
在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。
5.1节省企业电费开支
提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。
5.2提高设备的利用率
对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不致于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。
5.3降低系统的能耗
补偿前后线路传送的有功功率不变，P= IUCOSφ，由于COSφ提高，补
偿后的电压U
2稍大于补偿前电压U
1
,为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导
出I
1COSφ
1
=I
2
COSφ
2
。
即:I
1
I
2
= COSφ
2
COSφ
1
,这样线损P减少的百分数为：
ΔP%= (1-I22I12)×100%=（1- COS2φ1(COS2φ2）12)×100%
当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，由(2)式可求得有功损耗将降
低20%～45%
5.4改善电压质量
以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X,有功和无功为P、Q,则电压损失ΔU为：
△U=（PR+QX）U
e ×10-3(KV) 两部分损失：PR U
e
→输送有功负荷P产生
的；QXU
e
→输送无功负荷Q产生的；
配电线路：X=（2～4）R，△U大部分为输送无功负荷Q产生的
变压器：X=（5～10）R QXU
e =(5～10) PR U
e
变压器△U几乎全为输送
无功负荷Q产生的
可以看出，若减少无功功率Q,则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。因此，无功补偿能改善电压质量（一般电压稳定不宜超过3%）。但是如果只追求改善电压质量来装设电容器是很不经济的，对于无功补偿应用的主要目的是改善功率因数，减少线损，调压只是一个辅助作用。
三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量，计算公式如下
△S=P COSφ
1×[（COSφ
2
COSφ
1
）-1]
如一台额定功率为155KW水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：
（155÷0.857）×[（0.967 ÷0.857）-1]=24KVA
第六章应用实例
烟台市能源监测中心于2003年4月24、29、30日对烟台氨纶股份有限公司B区制冷机、空压机电机进行了电机补偿装置的安装调试，从安装后测试结果看，平均降低电流22-51（A），电机功率因数提高到0.98，（见测试结果对比表），减少了公司内部低压电网的消耗，从而达到了节电的目的。
（1）由于电流减少，变压器的铜损及公司内部的低压损耗都降低。
配电系统电流下降率△Ｉ％＝（1－0.870.98）×100％＝11％；
配电系统损耗下降率△Ｐ％＝(1-0.8720.982)×100％＝21％（2）该公司B区制冷机、空压机电动机补偿的总容量为780千乏，电流平均总下降518 （A）依据GBT中计算公式，安装电动机补偿装置后，年可节电量＝补偿容量×无功经济当量×年运行时间＝780×0.04×24×300＝224640kWh，节约价值11.2万元，补偿投资费用(包括设备的购置、安装及现场调试)为：6.24万元(80元千乏) 。
结论
文中集中探讨了无功补偿技术对用电单位的低压配电网的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的方法，讨论了如何确定无功功率的补偿容量，确保补偿技术经济、合理、安全可靠，达到节约。
参考文献：
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[5] 刘介才《工厂供电》北京：机械工业出版社
[6] 陈研《电力系统稳态分析》武汉：中国电力大学出版社
致谢
SVG无功补偿装置讲解说明 一、SVG无功补偿装置的应用场合 凡是安装有低压变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿装置（这是国家电力部门的规定），特别是那些功率因数较低的工矿、企业、居民区必须安装。大型异步电机、变压器、电焊机、冲床、车床群、空压机、压力机、吊车、冶炼、轧钢、轧铝、大型交换机、电灌设备、电气机车等尤其需要。居民区除白炽灯照明外，空调、冷冻机等也都是无功功率不可忽视的耗用对象。农村用电状况比较恶劣，多数地区供电不足，电压波动很大，功率因数尤其低，加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施。 二、SVG无功补偿装置与目前国内其他产品相比的优势 1、补偿方式：国内的无功补偿装置基本上是采用电容器进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在0.8-0.9左右。SVG采用的是电源模块进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在0.98以上，这是目前国际上最先进的电力技术，国内掌握这项技术的目前就我们一家； 2、补偿时间：国内的无功补偿装置完成一次补偿最快也要200毫秒的时间，SVG在5-20毫秒的时间就可以完成一次补偿。无功补偿需要在瞬时完成，如果补偿的时间过长会造成该要无功的时候没有，不该要无功的时候反而来了的不良状况； 3、有级无极：国内的无功补偿装置基本上采用的是3—10级的有级补偿，每增减一级就是几十千法，不能实现精确的补偿。SVG可以从0.1千法开始进行无极补偿，完全实现了精确补偿； 4、谐波滤除：国内的无功补偿装置因为采用的是电容式，电容本身会放大谐波，所以根本不能滤除谐波，SVG不产生谐波更不会放大谐波，并且可以滤除50%以上的谐波； 5、使用寿命：国内的无功补偿装置一般采用接触器或可控硅控制，造成使用寿命较短，一般在三年左右，自身损耗大而且要经常进行维护。SVG使用寿命在十年以上，自身损耗极小且基本上不要维护。 三、为什么要使用无功补偿装置 无功补偿技术是一种很传统的电力技术，它代表了一个国家电力水平的高
高低压无功补偿装置设计选型结构 1、装置主要由并联电容器、电容器专用熔断器、串联电抗器、放电线圈、氧化锌避雷器、隔离接地开关、支柱绝缘子、连接母线和电容器构架等设备组成。若采用双星形接线中性点不平衡电流保护或单星形接线桥差保护，应有电流互感器。 2、串联电抗器串接在电容器组的回路中，用于抵制高次谐波和限制合闸涌流。 用于抵制5次用以上谐波时，电抗器可按Xl/Xc=4.5%-6%配置。 用于抵制3次用以上谐波时,电抗器可按Xl/ Xc=12%-13%配置。 仅用于限制涌流时，电抗器可按Xl/ Xc=0.5%-1%配置。 3、氧化锌避雷器并接在电容器组线路上，以限制投切电容器所引起的操作过电压。 4、放电线圈并接于电容器组的两端，当电容器组继开电源时，能将电容器两端剩余电压在5秒~20秒内自电压峰值降至0.1倍额定电压或50V以下。 5、根据装置所装置设备（电容器、电抗器等）的布置可分为片架式、柜式、围栏式、模块式、集合式和户外箱式等形式。 片架式 结构即以片架（包括直梁、横梁和横档等）为计量单位的零部件，通过螺栓等系列标准件连接而成电容器组构架，其四周为网门。装置具有价格低、运输方便等特点。6kV和10kV等电压等级的装置适宜采用该结构形式。 柜式 结构即将所配置的元器件均装在类似高压开关柜的构架上，柜门用钢板网或镀锌钢板网制成。装置由电抗器柜、放电柜和电容器柜等三部分组成。装置具有外观整齐，方便安装等特点。6kV和10kV等电压等级容量在300kvar~3000kvar 的装置适宜采用该结构形式。 模块式 结构即将设备安装在用型材制成的单元模块上，安装时只需层层或行行拼接即可。该结构又分立式电容器安装和卧式电容器安装两种形式，且单元电容器宜采用内熔丝电容器，具有外形整齐、安装方便等特点。6kV和10kV等电压等级的装置适宜采用该结构形式。 集合式 结构即由密集型电容器等设备组成的电容器组。具有占地面积小、安装维护方便等特点。6kV、10kV和35kV等电压等级的装置适宜采用该结构形式。 围栏式 结构即将可拆式网门护栏在电容器组和电抗器等设备的四周，围栏和设备间留有检修通道。35kV等电压等级的装置适且采用该结构形式。 户外箱式
毕业设计（论文） 开题报告 课题名称低压无功补偿控制器设计 系别 专业班 姓名 评分 导师（签名） 2011年5月6日 中国石油大学胜利学院
低压无功补偿控制器设计 开题报告 1国内外研究现状 早期的无功补偿装置为同步调相机和并联电容器。同步调相机可理解为专门用来产生无功功率的同步电机，可根据需要控制同步电机的励磁，使其工作在过励磁或欠励磁的状态下，从而发出大小不同的容性或感性无功功率，因此同步调相机可对系统无功进行动态补偿。但是它属于旋转设备，运行中的损耗和噪声都比较大，运行维护复杂，成本高，且响应速度慢，难以满足快速动态补偿的要求。并联电容器简单经济，灵活方便，但其阻抗固定，不能跟踪负荷无功需求的变化即不能实现对无功功率的动态补偿。 随着电力电子技术的发展，近几年出现了多种电力系统无功补偿新技术。电力电子技术是无功补偿技术的基础，电力电子器件向快速、高电压、大功率发展，使采用电力电子器件的无功补偿从根本上改变了交流输电网过去基本只依靠机械型、慢速、间断及不精确的控制的局面，从而为交流输电网提供了空前快速、连续和精确的控制以及优化潮流功率的能力。随着电力电子器件的发展，无功补偿控制器在其性能和功能上也出现不同的发展阶段。无功补偿控制器己由基于SCR的静止无功补偿器（Static Var Compensator-SVC）、晶闸管控制串联电容补偿器（Thyristor Controlled Series Compensator-TCSC）发展到基于GTO的静止无功发生器（Static Var Generator-SVG）、静止同步串联补偿器（StaticSynchoronous Series Compensator-SSSC）、统一潮流控制器（Unified Power FlowController-UPFC）、可转换静止补偿器（Convertible Static Compensator-CSC）等。 （1）静止无功补偿器（SVC） 早期的静止无功补偿装置是饱和电抗器（Saturated Reactor-SC）型，1967年英国GEC公司制成了全世界上第一批饱和电抗器型SVC。饱和电抗器与同步调相机相比，具有静止型的优点，响应速度快，但因其铁心需磁化到饱和状态，因而损耗和噪声都很大，而且存在非线性电路的一些特殊问题，所以未能占据静止无功补偿装置的主流。由于使用晶闸管的SVC具有优良的性能，所以十多年来占据了静止无功补偿装置的主导地位。因此，SVC一般专指使用晶闸管的静补装置。
无功补偿及低压补偿装置原理简介 一、一次电路 一次电路的构成如下图所示，包括隔离开关QS、10组熔断器FUI～FUIO、接触器KM1～KMIO、热继电器FRl~F'R10、补偿电容器CI~CIO．另外还有电流互感器TAa、TAh和TAc．避雷器BLI、BL2和BL3。其中熔断器和热继电器用于对电容器进行短路及过电流保护；接触器是对电容器进行手动或自动投入、切除的开关器件；电流互感器获取的电流信号用于测量无功补偿柜补偿电流的大小：避雷器用子吸收电容器投入、切除操作时可能产生的过电压，是一种额定电压为AC220V的低压避雷器。 二、二次控制电路 包括一个物理结构分为7层的转换开关2SA、无功补偿自动控制器（以下简称补偿控制器）等元器件。转换开关2SA用来手动控制投入或切除1~10路补偿电容器，并完成自动控制器电压信号、电流信号的接人或退出。补偿控制器可以根据功率因数的高低或无功功率r与用蠛的大小自动投入或切除电容器，并在系统电压较高时自动切除电容嚣。具体电路见下图。 转换开关2SA有一个操作手柄，出下图可见，该手柄有自动、零位和手动l~lo共12个挡位，每旋转30°即可转换一个挡位。 在每个挡位，会有桐应的转换开关触点接通.2SA共可转换13对触点，分别是(7)、(8)、(9)、(10)等等，一直到下部的(1)、(2)触点。为了标示出转换开关2SA在不同的挡位与各组触点之问的对应关系，与12个挡位相对应的有12条纵向虚线，虚线与每一组触点（略偏下、无形相交的位置，可能标注有圆点或不标注圆点。标注有圆点的，表示转换开关旋转至该档位时，圆点（略偏上）位
置的一组触点是接通的，否则该组触点星开路状态。例如，在触点(7)、(8)略偏下位置，手动1．手动IO挡位时均标注有圆点，表示这10个挡位时触点(7)、(8)均接通。而在手动l挡位，只在触点(7)、(8)和(1)、(2)位置标注有圆点，说明在该挡位这两组触点是接通的。 无功补偿屏如欲进入自动控制投切状态，需给补偿控制器接人进线柜或待补偿电路总进线处A相电流互感器二次的电流信号I^，B桐、C相电压信号，以及接触器线圈吸合所需的工作电源。具体接线见下图中补偿控制器接线端子图。 图中US1、US2端干连接的103、104号线即是B相、C相电压信号（转换开关2SA在自动挡位时，103号线经2SA的(3)、(4)触点、熔断器FU13、X12端子、隔离开关Qs，连接至B桐电源；104号线沿类似线路连接至C相电源）；ISI、IS2端子连接的即是进线柜的电流信号（经由转换开关2SA转接）．COM端连接的l 号线即是接触器线圈吸合所需的丁作电源（1号线经熔断器FU11、XI1端子、隔离开关Qs，连接至A桐电源）。B相、C桐电压信号及A相电流信号在补偿控制器内部经过微处理器运算判断后，计算出功率因数的高低、无功功率的大小，一方面经过LED显示器显示功率因数值，同时发送电容器投切指令，例如补偿控制器发出投入电容器CI的指令时，其接线端子中的1号端子经内部继电器触点与COM端(1号线．A相电源)连通，该端子经3号线连接至接触器KMI线圈的左端，线圈的右端经热继电器FR1的保护触点接至2号线．即电源零线N。接触器KM1线圈得电后，主触点闭合．将电容器CI投入，实现无功补偿。此同时．KMI的辅助触点闭合，接通指示灯HL1，指示第一路电容器已经投入．如果无功功率数值较大，补偿控制器则控制各路电容器依次投入，直到功率因数补偿到接近于1。每一路电容器投入时的时间间隔是可调的，通常将其调整为几秒至儿十秒之间。补偿控制器遵
低压无功补偿技术规格书． 低压自动无功补偿装置技术要求 1、总则 1.1、本技术规范书适用于变电所内配置的RNT低压动态无功功率补偿装置，它提出了该动态无功功率补偿装置本体及附属设备的功能设计、结构、性能、调试和试验等方面的技术要求。 1.2本技术规格书中提出了最低限度的技术要求，并未规定所有的技术要求和适用的标准，未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方须提供一套满足本技术规格书和相关标准规范要求的高质量产品及其相应
服务，以保证的安全可靠运行。 1.3、供方须执行现行国家标准和电力行业标准。有矛盾时，按技术要求较高的标准执行。主要的标准如下： GB/T 15576-2008 《低压成套无功功率补偿装置》 GB50227-95 《并联电容器成套装置设计规范》 JB5346-1998 《串联电抗器》 GB191 《包装贮运标准》 GB11032-2000 《交流无间隙金属氧化锌避雷器》 GB/T 2681-1981 《电工成套装置中的导体颜色》 GB/T 2682-1981 《电工成套装置中的指示灯和按钮的颜色》 GB1028 《电流互感器》 GB10229 《电抗器》 DL/T620-1997 《装置过电压保护和绝缘配合》 GB 4208-93 《外壳防护等级》（IP代码） GB/T14549-93 《电能质量-公用电网谐波》 另外，尚应符合本技术规格书规定的技术要求和买方的要求。 1.4、未尽事宜，供需双方协商确定。 2、设备环境条件 2.1、周围空气温度 ℃38.4最高气温： 低压无功补偿设备 技术协议 29.3℃最低气温： - 6.8~10.6℃年平均气温： 1500米2.2、海拔高度：不大于0.05g 6度区，动峰值加速度：2.3、地震烈度：户内2.4、安装地点：、电容补偿柜技术参数3400V 额定电压：1） AC 660V 额定绝缘电压： 2500V 额定工频耐受电压：1min 8kV 冲击耐压： TMY 主母线：）2TMY 母线：PE 系统容量与无功补偿设备等应达到设计要求；3） 外形尺寸：具体见附图4）电压等级下的动态电容无功380V采用）无功功率补偿全部采用动态补偿方式：5 补偿柜，补偿容量具体见附表。％的电抗器，从根本7 对控制器、电抗器、驱动器进行特殊设计，要求选用6）上解决与系统发生串联、并联谐振，避免使谐波放大，实现无功补偿和谐波抑制并举的功能；控制应具有高可靠性，而且操作简单，与系统联结时，不需要考虑交流系统）7 相序，不会因为相序接错而带来烧坏可控硅或其他器件的现象；实现电流过零投切，电容投切过程中无涌流冲击、无操作过电压、无电弧重8）燃现象，使用寿命长；控制器实现全数字化，液晶显示，具有联网通讯功能；9）根据负载无功和负荷波动情况，在规定的动态响应时间内，多级补偿一次到）10位；
目录 1、概述 (2) 2、编制依据 (2) 3、施工内容 (2) 4、施工条件 (2) 5、施工程序合方法 (2) 6、工艺及质量要求 (4) 7、安全和环境保护措施 (7)
1. 概述 高压动态无功补偿装置2套，隔离开关4台。电容器及电抗器由丹东欣泰电气股份有限公司供货。 2. 编制依据 2.1 《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》GBJ 147-90； 2.2 沈阳市联发城乡电力设计所（有限责任公司）设计图纸； 2.3 《电气装置安装工程质量检验及评定规程》第二部分高压电器施工质量检 验断路器篇； 2.4 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2006； 2.5 厂家安装使用说明书； 2.6 《电力建设安全工作规程》。 2.7《国家电网公司输变电工程施工工艺示范手册变电工程分册电气部分》。 3. 施工内容 3.1 设备开箱检查； 3.2 基础螺栓预埋，基础找平； 3.3 安装高压动态无功补偿装置2套。 4. 施工条件 4.1 底座预埋螺栓应符合设计要求。 4.2 施工场地平整，模板、施工设施及余物清除干净，并有足够的安装用地，施工道路通畅，基坑回填夯实。 4.3 设备到货齐全，技术资料齐备，施工前作好安全及技术交底工作。 5. 施工程序和方法 注：隔离开关安装方法详见《66kV屋外配电装置安装作业指导书》。
5.1 施工准备 5.1.1 熟悉掌握设计施工图纸、厂家安装使用说明书、施工作业指导书等技术文件，组织好安全学习。 5.1.2 备用一些撬杠、扳手等工具便于开箱验收和设备安装。 5.2 开箱验收 5.2.1 电容器组包装箱分母线瓷瓶、放电线圈、避雷器、母线及附件、电容器五个部分。开箱后应按随机附带的装箱单、随机安装用品清单、随机专用工具清单进行仔细核对产品部件、随机安装用品及随机专用工具应齐全和完好，并检查产品名牌数据及技术说明书是否合乎要求，在施工中如发现产品遗漏或损坏等应及时通知厂家、甲方及监理。 5.2.2 开箱前包装箱应完整无损伤。 5.2.3 绝缘件应无变形、受潮、裂纹及剥落现象。 5.2.4 瓷件表面应无裂纹、残缺，铸件无沙眼。 5.2.5 出厂证件及资料、备品备件齐全。 5.3 电抗器安装。 5.3.2 电抗器的安装 将电抗器整体吊装离地面1米，连接支柱绝缘子及支撑，连接顺序为电抗器、支撑、瓷瓶。绝缘子安装前应检查瓷件、法兰应完整无裂纹，胶合处填料完整，结合牢固。支柱绝缘子叠装时中心线应一致，固定应牢固，紧固件齐全。 电抗器与支柱绝缘子组装完成后，整体起吊至支柱上方，连接支柱与电抗器下方支柱绝缘子，注意电抗器设备接线端子朝向应与图纸保持一致。 电抗器安装完毕应仔细检查，确保电抗器上无破布、螺栓、泥土等杂物。在相
无功补偿装置的设计要求 对于电压为lOkV及以下、单组容量为1000kvar及以下的无功补偿电容装置的设计要求如下。 ①电容器装置载流部分（开关设备及导体等）的长期允许电流，G 1214T1UF高压不应小于电容器额定电流的1. 35倍，低压不应小于电容器额定电流的1.5倍。 ②电容器组应装设放电装置，使电容器组两端的电压从峰值（2倍额定电压）降至50V所需的时间，对高压电容器最长为5min，对低压电容器最长为1min。 ③高压电容器组宜接成中性点不接地星形，容量较小时也可接成三角形；低压电容器组应接成三角形。 ④高压电容器组应直接与放电装置连接，中间不应设置开关设备或熔断器。低压电容器组和放电设备之间，可设自动接通的接点。 ⑤电容器组应装设单独的控制和保护装置，但为提高单台用电设备功率因数用的电容器组，可与该设备共用控制和保护装置。 ⑥单台电容器应设置专用熔断器作为电容器内部故障保护，熔丝额定电流为电容器额定电流的1.5～2倍。 ⑦当装设电容器装置附近高次谐波含量超过规定允许值时，应在回路中设置抑制谐波的串联电抗器，串联电抗器也可兼作限制合闸涌流的电抗器。 ⑧电容器的额定电压与电力网的标称电压相同时，应将电容器的
外壳和支架接地。 当电容器的额定电压低于电力网的标称电压时，应将每相电容器的支架绝缘，其绝缘等级应和电力网的标称电压相配合。 ⑨装配式高压电容器组在室内安装时，下层电容器的底部距离地面不应小于0. 20m，上层电容器的底部距离地面不宜大于2. 50m，电容器装置顶部至屋顶净距不应小于1m，电容器布置不宜超过三层。 装配式电容器组当单列布置时，网门与墙距离不应小于1.30m;当双列布置时，网门之间距离不应小于1.50m。 ⑩电容器外壳之间（宽面）的净距不宜小于0.lOm，但成套电容器装置除外。 ⑩设置在民用主体建筑中的低压电容器应采用非可燃性油浸式电容器或干式电容器。
低压无功补偿柜操作规程 1.在成套装置接线正确无误、供电电源正常的情况下，将电容补偿柜的智能无功功率控制器的电源开关（微型断路器）暂时置断开位置（OFF位置），成套装置各柜体里面的其他电源开关（微型断路器）均置接通位置（ON位置）。 2.将成套装置1#进线柜里面的主电路开关（塑壳断路器）均置接通位置（ON位置）。进线开关柜（1#柜）内的主断路器（QF1）为电动预储能合闸方式，其合闸过程请按下面的3操作。 3.首先按下“储能”按钮，主断路器储能电动机动作并带动弹簧开始储能，储能结束后（此时储能指示灯亮），按下“合闸”按钮，弹簧储能释放，使主断路器（QF1）完成合闸动作。主断路器合闸后，合闸指示灯亮，分闸指示灯灭，储能指示灯也灭。 4.在1至3操作完成之后，且各种指示均正常的情况下，转换开关切换到手动状态（非自动状态）后，旋转转换开关，投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中。此时可检测整个系统中各个电容的回路是否正确。 5.在各种指示均正常的情况下，接通电容柜智能无功功率控制器的电源开关（置ON位置），控制器接通电之后显示“CAL”,5秒后进入自动工作状态，如输入电流符合最小要求（大于150mA）,将显示所测电网功率因数cos?。此时可设置控制器的参数，可将控制器的“功率因数值”cos?设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cos?大)，同时设定模式设置为人工设定模式。将转换开关切换至自动状态,将“投切允许”打至右位即（ON位置）,无功补偿成套装置将投入正常工作。此时可以手动按下无功补偿控制器上的”增加”按钮来投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中，直到补偿后的功率因数达到预定的设置为止，而相反按“减少”可切除相应电容。当设定参数时，将控制器的“功率因数值”cos?设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cos?大)，可将设定模式设置为全自动设定模式。此时将“投切允许”打至右位即（ON位置）,将转换开关切
无功补偿装置几种常见类型比较 常见的动态无功补偿装置有四种：调压式动态无功补偿装置、磁控式动态无功补偿装置、相控式（TCR型）动态无功补偿装置、SVG 动态无功发生器。 ① 调压式动态无功补偿装置 调压式动态补偿装置原理是：在普通的电容器组前面增加一台电压调节器，利用电压调节器来改变电容器端部输出电压。根据 Q=2πfCU2改变电容器端电压来调节无功输出，从而改变无功输出容量来调节系统功率因数，目前生产的装置大多可分九级输出。该装置为分级补偿方式，容易产生过补、欠补。由于调压变压器的分接头开关为机械动作过程，响应时间慢（约3~4s），虽能及时跟踪系统无功变化和电压闪变，但跟踪和补偿效果稍差。但比常规的电容器组的补偿效果要好的多；在调压过程中，电容器频繁充、放电，极大影响电容器的使用寿命。由于有载调压变压器的阻抗，使得滤波效果差。虽然价格便宜， 占地面积小，维护方便，一般年损耗在0.2%以下。 ② 磁控式(MCR型)动态无功补偿装置 磁控式动态无功补偿装置原理是：在普通的电容器组上并联一套磁控电抗器。磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，从而调节电抗器的输出容量，利用电抗器的容量和电容器的容量相互抵消，可实现无功功率的柔性补偿。 能够实现快速平滑调节，响应时间为100-300ms，补偿效果满足风场工况要求。
磁控电抗器采用低压晶闸管控制，其端电压仅为系统电压的1％～2％，无需串、并联，不容易被击穿，安全可靠。设备自身谐波含量少，不会对系统产生二次污染。占地面积小，安装布置方便。装置投运后功率因数可达0.95以上，可消除电压波动及闪变，三相平衡符合国际标准。免维护，损耗较小，年损耗一般在0.8%左右。 ③相控式动态无功补偿装置（TCR） 相控式动态无功补偿装置（TCR）原理是：在普通的电容器组上并联一套相控电抗器（相控电抗器一般由可控硅、平衡电抗器、控制设备及相应的辅助设备组成）。相控式原理的可控电抗器的调节原理见下图 所示。 通过对可控硅导通时间进行控制，控制角（相位角）为α，电流基波分量随控制角α的增大而减小，控制角α可在0°~90°范围内变化。控制角α的变化，会导致流过相控电抗器的电流发生变化，从而改变电抗器输出的感性无功的容量。 普通的电容器组提供固定的容性无功，感性无功和容性无功相抵消，从而实现总的输出无功的连续可调。 i 相控式原理图 优点： 响应速度快，≤40ms。适合于冶金行业。 一般年损耗在0.5%以下。缺点：晶闸管要长期运行在高电压和大电流工况下，容易被
1.在成套装置接线正确无误、供电电源正常的情况下，将电容补偿柜的智能无功功率控制器的电源开关（微型断路器）暂时置断开位置（OFF位置），成套装置各柜体里面的其他电源开关（微型断路器）均置接通位置（ON位置）。 2.将成套装置1#进线柜里面的主电路开关（塑壳断路器）均置接通位置（ON位置）。进线开关柜（1#柜）内的主断路器（QF1）为电动预储能合闸方式，其合闸过程请按下面的3操作。 3.首先按下“储能”按钮，主断路器储能电动机动作并带动弹簧开始储能，储能结束后（此时储能指示灯亮），按下“合闸”按钮，弹簧储能释放，使主断路器（QF1）完成合闸动作。主断路器合闸后，合闸指示灯亮，分闸指示灯灭，储能指示灯也灭。 4.在1至3操作完成之后，且各种指示均正常的情况下，转换开关切换到手动状态（非自动状态）后，旋转转换开关，投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中。此时可检测整个系统中各个电容的回路是否正确。 5.在各种指示均正常的情况下，接通电容柜智能无功功率控制器的电源开关（置ON位置），控制器接通电之后显示”CAL”,5秒后进入自动工作状态，如输入电流符合最小要求（大于150mA）,将显示所测电网功率因数cosφ。此时可设置控制器的参数，可将控制器的“功率因数值”cosφ设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cosφ大)，同时设定模式设置为人工设定模式。将转换开关切换至自动状态,将“投切允许”打至右位即（ON位置）,无功补偿成套装置将投入正常工作。此时可以手动按下无功补偿控制器上的”增加”按钮来投切相应电容，对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中，直到补偿后的功率因数达到预定的设置为止，而相反按“减少”可切除相应电容。当设定参数时，将控制器的“功率因数值”cosφ设置为0.95或者0.96(要比所测电网功率因数cosφ大)，可将设定模式设置为全自动设定模式。此时将“投切允许”打至右位即（ON位置）,将转换开关切换至自动状态,无功补偿成套装置将投入正常工作。此时控制器将进行“自学过程”，在数据初始化过程中，控制器按既定“功率因数值”与现配电系统作比较，并系统地启动电容器，改善功率因数，同时记录所接入电容器组的值，寻找到最小电容器组作为无功投入门限。此时对应的回路指示灯亮，接触器线圈吸合，主回路中接触器接通后其下接电容投入到电网中，直到投入电容器组达到投入门限为止。此时按下“增加”键可调出动态参数显示代码：I(电流)，U（电压），Q（无功功率），P（有功功率），再按“减少”键可调出动态参数对应显示值，按”菜单设置”键可返回主显示值：功率因数cosφ。
35kV SVG型静止型动态无功补偿成套装置技术规范 1总则 1.l 本设备技术规范书适用于XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX工程XXkV 动态无功补偿与谐波治理装置，它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2 本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方应提供符合工业标准和本协议要求的优质产品。 1.3 如果供方没有以书面形式对本技术规范书的条文提出异议，则意味着供方提供的设备完全符合本技术规范书的要求。 l.4 本设备技术规范书所使用的标准如遇与供方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。 1.5 本设备技术规范书经供、需双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。 1.6 本设备技术规范书未尽事宜，由甲、乙双方协商确定。 2工程概况 2.1环境条件 周围空气温度 最高温度 ℃ 37.8 最低温度 ℃ -37 最大日温差 K 25 1 日照强度 W／cm2 （风速 0.5m/s） 0.1 2 海拔高度 m 1805 最大风速 m/s 23.7 3 离地面高10m处，30年一遇10min平均最大风速 4 环境相对湿度（在25℃时）平均值 65% 地震烈度(中国12级度标准) 8 水平加速度 g 0.30 垂直加速度 g 0.15 5 地震波为正弦波，持续时间三个周波，安全系数1.67 污秽等级 III 泄漏比距 3.1cm/kV 6 最高运行电压条件下，制造厂根据实际使用高海拔进行修正，并提供 高海拔修正值 7 覆冰厚度（风速不大于15m／s时） 10 批注 [s1]: 需根据现场实际情况进行更改 第1页
目录 1工程概况及特征 (1) 2 编制依据 (1) 3施工流程 (2) 4作业前的条件和准备 (2) 5主要方法及施工容 (4) 6质量要求 (8) 7安全措施与文明施工 (8)
无功补偿装置安装施工技术措施 1工程概况及特征 康保牧场二期100MW风电工程场址位于市康保县康保牧场境，场址区中心地理位置约为东经114°48′13″，北纬42°03′20″。现场区面积为50km2，海拔高程为1200～1800m。整个场区为高原东南缘的坝上高原，地区相对高差较大，地貌以和山前平原为主，地表植被多为草地。 康保牧场二期100MW风电工程项目采用金风科技股份生产的风力发电机组，共67台。其中南区布置GW70-1500kW-65m风电机组18台，GW77-1500kW-65m风电机组8台，北区布置20台GW87-1500kW-75m风电机组， GW82-1500kW-70m风电机组21台。风电机组基础设计使用年限为50年，基础设计级别为2级，结构安全等级为2级。抗震设防类别为丙类。箱变基础结构安全等级为二级。 康保县位于省西北部的坝上高原，市区的北部。交通以公路为主，G207国道从其东边通过。康保至通过S246省道、G207国道，公路里程为140km；到有G110国道，公路里程为146km。风电场到康保镇36km。境公路纵横连通，对外交通运输条件方便。 2 编制依据： 《#2动态无功补偿装置安装》 13-N00241S-D0902 《电气装置安装工程高压电器施工及验收规》 GBJ147-1990 《电气装置安装工程母线装置施工及验收规》 GBJ149-1990 《电力建设安全工作规程》DL5009.1-2002 《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规》GBJ 148-90 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150-2006 《电气装置安装工程质量检验及评定规程》DL/T5161.1~5161.17-2002 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规》GB 50169-2006 输变电工程建设标准强制性条文实施管理规程（2009） 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规》GB50168-2006 《电力工程达标投产管理办法》（2006版）中电建协工［2006］6号 《中国电力优质工程评选办法（2006版）》中电建协工[2006]1号 《国家优质工程审定与管理办法》（2002年版）
低压无功补偿配置方案 把具有容性功率的装置与感性负荷联在同一电路，当容性装置释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性装置吸收能量，能量在相互转换，感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置输出的无功功率中得到补偿。 在电网运行中，因大量非线性负载的运行，除了要消耗有功功率外，还要消耗一定的无功功率。负荷电流在通过线路、变压器时，将会产生电能损耗，由电能损耗公式可知，当线路或变压器输出的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多，线损就越大。因此，在受电端安装无功补偿装置，可减少负荷的无功功率损耗，提高功率因数，降低线损耗。 接入电网要求 安装地点和装设容量，应根据分散补偿和降低线损的原则设置。补偿后的功率因数应符合现行国家标准《全国供用电规则》的规定(一般不低于0．9)。 无功补偿的作用 功率因数低，电源设备的容量得不到充分利用，负载功率因数越低，通过变压器送出的有功功率就越小，有相当大的一部分功率在电源和负荷之间来回传输，这部分功率不能做有用功，变压器不能被充分利用。功率因数偏低，在线路上会产生较大的压降和功率损耗。线路压降增大则负载电压降低，有可能使负载工作不正常。 补偿方式 1)集中补偿：电容器组集中安装在总降压变电所6—10kV母线上，提高整个变电所的功率因数，这样可减少高压线路的无功损耗，提高变电所的供电电压质量。 2)分组补偿：电容器组安装在终端变电所的高压或低压线路上。 3)就地补偿：将电容器安装在感性负载附近，就地进行无功补偿。 4)静态补偿：电容柜的控制器测出电路的功率因数并决定要补偿的电容器，并投入电容器补偿，需要一定的时间。特别是某个或几个电容器从电路中切除后需要有一定的时间间隔进行放电，才可以再次投入。有的负载变化快，这时电容器的切除、投入的速度跟不上负载的变化，所以称为静态补偿。静态补偿的优点：价格低，初期的投资成本少，无漏电流。缺点：涌流大，即使采用了限流接触器，涌流仍可达到电容器工作电流的十几倍。寿命短、故障多、维修费用多。 5)动态补偿：采用晶闸管控制电容器的接入和切除，选择电路上电压和电容器上电压相等时投入、切除，此时流过晶闸管和电容器的电流为零。解决了电容投入时的涌流问题。动态补偿的优点：涌流小、无触点、使用寿命长、维修少、投切速度快(≤20ms)。缺点：价格高、发热严重、耗能、有漏电流。 低压并联电容器无功补偿回路配置 总回路刀开关和分回路交流接触器或功能相同的其他的元件：保护用避雷器：熔断器，热继电器(装设谐波超值保护时可不装》限制涌流的限流线圈(交流接触器或电容器本身具备限制涌流的功能时可不装》放电元件：动投切控制器、保护元件、信号和测量表计等配套元件，谐波含量超限保护，在电容器前装上HFX消谐波磁环，阻止谐波进入电容器，保护设备正常运行。 电器和导体的选择 1)并联电容器装置的总回路、分组回路的电器和导体的稳态过电流，应为电容器组额定电流的1．35倍。 2)开关：额定电流不能小于电容器组额定电流的1．35倍。
修改稿收到日期:2010-03-22。 第一作者董鹏飞,男,1984年生,现为郑州大学自动化专业在读硕士研究生;主要研究方向为模式识别与智能系统。 智能无功补偿器的设计和实现 Desi g n and I m p l e mentati o n o f I ntelli g ent Co mpensator for Reacti v e Power 董鹏飞 李建华 李 盛 (郑州大学电气工程学院,河南郑州 450001) 摘 要:针对电力系统中无功补偿装置的发展现状,通过对无功补偿原理和方式的分析研究,设计了基于P I C18F4520单片机的智能无功功率补偿控制仪。该控制仪以九域图原理作为投切电容器的依据,并通过RS 232/485串行口与GPRS 模块连接,实现与主控中心进行实时数据的传输和交换。实测应用证明,该系统避免了复杂的参数计算,简化了系统结构,且价格低廉、软件编程简单、抗干扰能力强。 关键词:无功补偿 控制器 功率因数 串口通信 GPRS 中图分类号:T M 46 文献标志码:A Abstract :In accordance w it h t he current stat us o f reacti ve po w er compensati on i n electric po w er syste m,t hrough anal y sis and research on the co mpensation pri nci ple and mode ,t he compensati on controll er based on P I C18F4520si ng l e chi p co mputer has been desi gned .The contro ll er a dopts t he ni ne zone graphic t heory as t he criteria o f connecti ng or disconnecti ng the capac i tor ,and t hrough RS 232/485serial port to connect w ith GPRS modul e t o m i ple ment rea l tm i e dat a trans m i ssi on and exchange w ith ma i n contro l center .T he rea l t est verifi es t ha t t he complicated ca l cu l ati on of the parameters is avo i ded by the syste m ;and t he s yste mati c structure is sm i p lified .The syste m features l o w cos,t ease program m i ng and off ers h i gh anti i nterf erence capability . K ey words :Compensati on for reactive power Controller Power fact or Seri a l co mmunica ti on GPRS 0 引言 随着国民经济的发展,工厂自动化和办公自动化程度的不断提高,电子设备对供电电源的供电质量要求也越来越高。工厂内碳硅炉的整流设备、电焊机和电子设备等会产生大量的无功功率及高次谐波,这将会严重污染电网,降低电网的运载能力和电能损耗,影响电子设备的正常运行 [1] 。为提高用户的用电质量、 净化电网、提高电网的运载能力、降低电能损耗,避免随之引起的危害和损失,应对无功功率进行治理,而电力网络性能要求的提高增加了无功补偿控制装置的成本。为了解决成本与性能之间的矛盾,设计了以P I C18F4520单片机为核心的智能无功功率补偿装置,系统在降低网损的同时,也有效地提高了配电系统的电压质量。 1 系统的总体结构设计 在电力系统中,由于各用电器的参变量基本相同,通过对这些参变量的数据分析,基本上可以实现对线 路中的设施进行自动控制的目的。无功补偿方式一般采用三相固定补偿、三相动态补偿和单相动态补偿相结合的方式。系统框架如图1所示。 图1 系统架构图F i g .1 Structure of t he sy stem 系统一般在强交电磁场环境中工作,为防止干扰信 号所造成的开关误动作,系统必须具有较强的抗干扰能力。因此,控制器的数据处理部分选用抗干扰能力和计算能力强的PI C18F4520单片机,输入端信号采用双光耦合的线性耦合器件进行隔离。同时,为保证提供的变量以及参变量数据的精度,前级采样互感器采用精度为 5%的互感器,运放采用失真较小的L M 134系列,A /D 转换部分采用AD7656。此外,系统选用20MH z 晶振, 智能无功补偿器的设计和实现 董鹏飞,等
张公220kV变电站新建工程无功补偿成套装置 施工方案 四川巴中和兴电力责任有限公司 2015年03月10日
批准：____________ ________年____月____日技术审核：____________ ________年____月____日编写：____________ ________年____月____日
1、编制依据 1、国家电网公司关于进一步提高工程建设安全质量和工艺水平的决定国家电网基建〔2011〕1515号 2、国家电网公司基建质量管理规定（基建/2）112-2015 3、国家电网公司输变电工程优质工程评定管理办法国网（基建/3）182-2015 4、国家电网公司输变电工程验收管理办法国网（基建/3）188-2015 5、国家电网公司输变电工程标准工艺管理办法国网（基建/3）186-2015 6、国家电网公司输变电工程流动红旗竞赛管理办法国网（基建/3）189-2015 7、关于深化标准工艺研究与应用工作的重点措施和关于创优工作的重点措施基建质量〔2012〕20号 8、国家电网公司输变电工程质量通病防治工作要求及技术措施基建质量〔2010〕19号 9、关于应用《国家电网公司输变电工程施工工艺示范》光盘的通知基建质量〔2009〕290号 10、电气装置安装工程质量检验及评定规程DL/TT5161.1-5161.17-2002 11、接地装置冲击特性参数测试导则DL/T 266-2012 12、国家电网公司输变电工程施工安全风险识别、评估及预控措施管理办法 13、1000kV及以下串联电容器补偿装置施工质量检验及评定规程Q/GDW 1852-2012 14、1000kV及以下串补装置施工及验收规范Q/GDW 1853-2012 15、1000kV及以下串联电容器补装置安装施工工艺导则Q/GDW 1854-2012 2、作业准备 2.1、人员组织 序号作业组单位数量备注 1 施工负责人：冯建国人 1 负责人员组织、质量、安全工作 2 技术负责人：贾忻雁人 1 负责全面技术工作
简析变电设计中无功补偿装置的设计方式 发表时间：2018-02-08T15:52:08.367Z 来源：《防护工程》2017年第29期作者：孙超 [导读] 随着社会经济发展水平的不断提高，电网建设规模逐渐扩大，但是我国的国情决定了变电站分布不均的现实情况。 国网冀北电力有限公司秦皇岛供电公司河北省秦皇岛市 066000 摘要：随着社会经济发展水平的不断提高，电网建设规模逐渐扩大，但是我国的国情决定了变电站分布不均的现实情况。无功补偿装置，能够有效提高电网电能的传送质量，对于减少电网运行过程中的线路损耗问题起到良好的促进作用。在变电设计工作中做好无功补偿装置的设计工作，能够有效维持电网运行的安全性和稳定性，同时在很大程度上还能够促进社会经济的发展，保障人们的生产生活。本文就变电设计中无功补偿装置的设计方式进行分析。 关键词：变电设计；无功补偿装置；设计方式 在经济建设快速发展过程中，电网建设与电网普及覆盖面不断扩大，但是由于我国电网建设起步较晚，易出现供电不良、供电分布不均等现象，这对城市用电造成了一定的影响，而无功传输可以减少电网电压输送损耗，因此为了能够更好的提高电网电能输送量，为居民用电量提供有效保障，加强变电设计中无功补偿装置设计方式研究就显得越发重要。 1 变电设计中进行无功补偿的必要性 电力传输系统中最常见的用电设备有变压器、异步电动机、输电线路等，大部分设备都是属于感性负荷性质的元件，在运行的过程中应该要向这些设备提供相应的无功功率，无功电源主要有发电机、静电电容器、静止补偿器等，无功功率的产生一般不会产生太多的能耗，但是无功功率在传输的过程中会产生电压以及功率的损耗。如果是由发电企业直接向用户提供无功功率，则会导致输电线路以及变压器因为输送大量的无功功率造成能量损耗，对经济效益是一种损耗。因此在电能的传输过程中，为了最大限度地减少无功功率在传输过程中的损耗，提高输电、配电设备的功率，应该要加强无功补偿设备的配置，按照分级补偿和就地平衡的原则进行合理的布局。合理地布置无功功率的补偿容量，改变电力网的无功潮流分布，可以减少电能传输网络中的有功功率的损耗以及电压的损耗。从而对用户端使用的电能的质量进行改进。在进行无功补偿装置的设置过程中，应该要根据电网的电压、系统的稳定性、无功平衡等多方面的要素，对补偿装置的设置地点、补偿装置的容量、种类形式等进行确认。电气的安装过程中，应该要从安装地点的自然环境、各种装置的接线方式、布置形式等方面出发，避免装置引起的操作过电压和谐振过电压对电能产生影响。 2 无功补偿的概念和原理 在供电系统中，所谓的无功补偿是对无功功率补偿的简称，主要功能是提高供电效率，降低输电线路损耗以及供电变压器，提高电网的功率因数，改善供电环境。所以，无功补偿在电力系统中占据着不可缺少的地位。对无功补偿装置进行合理的配置，可以提高供电质量，减少电网损失，假如选择不合适的电网，就可能导致电压不断波动，谐波不断增大等诸多问题。在电网输出的功率中，包括了无功功率和有功功率两部分，无功功率不可以直接消耗电能，把电能转化成另一种形式的能，而这种能是电气设备做功不可缺少的条件，与此同时，它还可以实现和电能的周期性转换；有功功率主要是直接消耗电能，把它转化成其他形式的能，比如化学能、热能等，并且利用这些能做功。 所说的无功补偿的原理指的是，把具有感性功率负荷的装置和具有容性功率负荷的装置在同一个电路上实现并联，使能量可以在两种负荷之间可以相互流通，进而利用容性负荷输出的无功功率，对感性负荷所需要的无功功率进行补偿。从实质方面分析，就是用交流电容器代替原来的变压器或者电网，进而提供相应的无功功率。 3 变电设计中无功补偿装置的设计方式 3.1 调相机设计 在进行变电设计无功补偿装置设计时，调相机设计是以往最常使用的一种设计方式，具体而言，调相机无功补偿设计方式应用过程中，主要是利用了同步调相机这一装置设备，此种装置设备与发电机的原理大致相同，是通过励磁运行作用让电力系统中接收到无功功率，而当欠励磁运行时，电力系统又可以将感性电磁再次传输出去，这样就实现最佳的无功负荷运行效果。因此在进行调相机无功补偿设计时，重要的就是对励磁运行装置进行调节控制，从而实现同步调相机对装置中无功功率电压的吸收或者输出，为电力系统的安全运行提供最大限度的保障。但是值得注意的是，在进行调相机无功补偿设计时，由于同步调相机属于旋转式机械，在运用的过程中有功损耗比较大，因此若是使用的同步调相机容量比较小，易造成成本方面的浪费，因此在电网系统运行需求量不断增加的今天，利用调相机进行无功补偿设计还应不断进行改进。 3.2 电容器设计 电容器设计也是变电设计中无功补偿装置设计的一种常见方式，电容器无功补偿设计，就是在电网中并联电容器，从而实现容性负载提升，这样电网系统在进行容性功率吸收或者输出时，就可以更好的实现线路中感性负荷方面的无功要求，进而实现最佳的无功补偿效果。同时利用电容器进行无功补偿设计，投资费用比较少，并且调试方便，既可以集中式的进行使用，也可以分散性的进行设置，因此此种设计当时的灵活性是比较好的。由于电容器无功补偿设计具有如此多的优势，因此有数据调查显示，在我国已经有90%的电网系统利用电容器设计进行无功补偿。但是在利用电容器进行无功补偿时，必须要保障无功功率与节点电压数值之间呈现一种正比例关系，这样才能减少电力系统之中电压的损耗，若是在进行电容器无功补偿设计时，无法满足这一要求，实际补偿效果也会受到一定的影响，这是现下应用电容器无功补偿设计方式的一大难点，为此还需不断的加强电容器无功补偿设计方式方面的研究。 3.3 无功补偿器（SVC）设计 无功补偿器是第二代无功补偿装置，通常而言是指静止无功补偿器，其应用范围有输电系统的负载无功补偿以及波阻补偿。具有代表性的有晶闸管投切电抗器（TCR）、晶闸管控制电抗器+固定电容器（TCR+FC）、晶闸管投切电容器（TSC）。实现无功补偿的原理就是通过控制晶闸管触发角，来改变接入系统的等效电纳，从而实现调节系统中无功功率的输出的目的。但是该种装置尚存在问题：由于晶管具备班控的特点，一旦被触发导通，则只有等到流经它的电流不超过维持电流之后才能够关断，因此在半个电源周期时间范围内，反并联