無功補償設備

1 同步調相機

同步調相機實質上是一種不帶機械負載的同步電動機，它是最早采用的一種無功補償設備，在并聯(lián)電容器得到大量采用后，它退居次要地位。其主要缺點是投資大，運行維護復雜。因此，許多國家不再新增同步調相機作為無功補償設備。但是同步調相機也有自身的優(yōu)點：

①調相機可以隨著系統(tǒng)負荷的變化，均勻調整電壓，使電網(wǎng)電壓保持規(guī)定的水平。電容器只能分成若干個小組，進行階梯式的調壓。

②調相機可以根據(jù)系統(tǒng)無功的需要，調節(jié)勵磁運行，過勵磁時可以做到發(fā)出其額定100%的無功功率，欠勵磁時還可以吸收其額定的50%的無功功率。電容器只能發(fā)出無功，不能吸收無功。

③ 調相機可以安裝強行勵磁裝置，當電網(wǎng)發(fā)生故障時，電壓劇烈降低，調相機可以強行勵磁，保持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，因而提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。電容器輸出無功功率與運行電壓的平方成正比，電壓降低，輸出的無功將急劇下降，比如，當電壓下降10%，變?yōu)?.9Ue時，電容器輸出的無功功率變?yōu)?.81Q，即其輸出的 無功功率將下降19%，所以，電容器此時不能起到穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的作用。

2 并聯(lián)電容器

作為無功補償設備，電容器有以下顯著優(yōu)點：

①電容器是最經(jīng)濟的設備。它的一次性投資和運行費用都比較低，且安裝調試簡單。

②電容器的損耗低，效率高?，F(xiàn)代電容器的損耗只有本身容量的0.02%左右。調相機除了本身的損耗外，其附屬設備還需用一定的所用電，損耗2%～30%，大大高于電容器。

③電容器是靜止設備，運行維護簡單，沒有噪音。調相機為旋轉電機，運行維護很復雜。

④電容器的應用范圍廣，可以集中安裝在中心變電站，也可以分散安裝在配電系統(tǒng)和廠礦用戶。而調相機則只能固定安裝在中心變電站，應用有較大的局限。

并聯(lián)電容器是電網(wǎng)中用得最多的一種無功功率補償設備，目前國內(nèi)外電力系統(tǒng)中90%的無功補償設備是并聯(lián)電容器。

3 并聯(lián)電抗器

并聯(lián)電抗器是一種感性無功補償設備，它可以吸收系統(tǒng)中過剩的無功功率，避免電網(wǎng)運行電壓過高。

為了防止超高壓線路空載或輕負荷運行時，線路的充電功率造成線路電壓升高，一般裝設并聯(lián)電抗器吸收線路的充電功率，同時，并聯(lián)電抗器也用來限制由于突然甩負荷或接地故障引起的過電壓從而危及系統(tǒng)的絕緣。

并聯(lián)電抗器可以直接接到超高壓(275kV及以上)線路上，其優(yōu)點是：可以限制高壓線路的過電壓，與中性點小電抗配合，有利于超高壓長距離輸電線路單相重合閘過程中故障相的消弧，從而提高單相重合閘的成功率。高壓電抗器本身損耗小，但造價較高。并聯(lián)電抗器也可以接到低壓側或變壓器三次側，有干式的和油浸的兩種，這種方式的優(yōu)點是造價較低，操作方便。從發(fā)展趨勢看，更多的將采用高壓電抗器。

大型并聯(lián)電抗器的技術、結構和標準與大型電力變壓器類似，也有單相和三相，心式和殼式之分，心式還可以分為帶間隙柱的和空心式的，目前我國制造的高壓大容量并聯(lián)電抗器只采用心式結構。

心式電抗器的結構與心式變壓器類似，但是只有一個繞組，在磁路中加入間隙以保證不飽和，維持線性。

4 靜止補償器(SVC-Static Var Compensator)

靜止補償器是近年來發(fā)展起來的一種動態(tài)無功功率補償裝置，電容器、電抗器、調相機是對電力系統(tǒng)靜態(tài)無功電力的補償，而靜止補償器 主要是對電力系統(tǒng)中的動態(tài)沖擊負荷的補償。根據(jù)負荷變動情況，靜止補償可以迅速改變所輸出無功功率的性質或保持母線電壓恒定。

靜止補償器實際上是將可控電抗器與電容器并聯(lián)使用。電容器可發(fā)出無功功率，可控電抗器可吸收無功功率。其控制系統(tǒng)由可控的電子器件來實現(xiàn)，響應速度遠遠高于調相機，一般只有20ms。它主要用于沖擊負荷如大型電爐煉鋼、大型軋機以及大型整流設備等。另外，在電力系統(tǒng)的電壓樞紐點、支撐點也可以用靜止補償器來 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時，靜止補償器還可以抑制諧波對電力系統(tǒng)的危害。

來源：電氣圈

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來源:上海端懿電氣科技

1 同步調相機

同步調相機實質上是一種不帶機械負載的同步電動機，它是最早采用的一種無功補償設備，在并聯(lián)電容器得到大量采用后，它退居次要地位。其主要缺點是投資大，運行維護復雜。因此，許多國家不再新增同步調相機作為無功補償設備。但是同步調相機也有自身的優(yōu)點：

①調相機可以隨著系統(tǒng)負荷的變化，均勻調整電壓，使電網(wǎng)電壓保持規(guī)定的水平。電容器只能分成若干個小組，進行階梯式的調壓。

②調相機可以根據(jù)系統(tǒng)無功的需要，調節(jié)勵磁運行，過勵磁時可以做到發(fā)出其額定100%的無功功率，欠勵磁時還可以吸收其額定的50%的無功功率。電容器只能發(fā)出無功，不能吸收無功。

③ 調相機可以安裝強行勵磁裝置，當電網(wǎng)發(fā)生故障時，電壓劇烈降低，調相機可以強行勵磁，保持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，因而提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。電容器輸出無功功率與運行電壓的平方成正比，電壓降低，輸出的無功將急劇下降，比如，當電壓下降10%，變?yōu)?.9Ue時，電容器輸出的無功功率變?yōu)?.81Q，即其輸出的 無功功率將下降19%，所以，電容器此時不能起到穩(wěn)定系統(tǒng)電壓的作用。

2 并聯(lián)電容器

作為無功補償設備，電容器有以下顯著優(yōu)點：

①電容器是最經(jīng)濟的設備。它的一次性投資和運行費用都比較低，且安裝調試簡單。

②電容器的損耗低，效率高?，F(xiàn)代電容器的損耗只有本身容量的0.02%左右。調相機除了本身的損耗外，其附屬設備還需用一定的所用電，損耗2%～30%，大大高于電容器。

③電容器是靜止設備，運行維護簡單，沒有噪音。調相機為旋轉電機，運行維護很復雜。

④電容器的應用范圍廣，可以集中安裝在中心變電站，也可以分散安裝在配電系統(tǒng)和廠礦用戶。而調相機則只能固定安裝在中心變電站，應用有較大的局限。

并聯(lián)電容器是電網(wǎng)中用得最多的一種無功功率補償設備，目前國內(nèi)外電力系統(tǒng)中90%的無功補償設備是并聯(lián)電容器。

3 并聯(lián)電抗器

并聯(lián)電抗器是一種感性無功補償設備，它可以吸收系統(tǒng)中過剩的無功功率，避免電網(wǎng)運行電壓過高。

為了防止超高壓線路空載或輕負荷運行時，線路的充電功率造成線路電壓升高，一般裝設并聯(lián)電抗器吸收線路的充電功率，同時，并聯(lián)電抗器也用來限制由于突然甩負荷或接地故障引起的過電壓從而危及系統(tǒng)的絕緣。

并聯(lián)電抗器可以直接接到超高壓(275kV及以上)線路上，其優(yōu)點是：可以限制高壓線路的過電壓，與中性點小電抗配合，有利于超高壓長距離輸電線路單相重合閘過程中故障相的消弧，從而提高單相重合閘的成功率。高壓電抗器本身損耗小，但造價較高。并聯(lián)電抗器也可以接到低壓側或變壓器三次側，有干式的和油浸的兩種，這種方式的優(yōu)點是造價較低，操作方便。從發(fā)展趨勢看，更多的將采用高壓電抗器。

大型并聯(lián)電抗器的技術、結構和標準與大型電力變壓器類似，也有單相和三相，心式和殼式之分，心式還可以分為帶間隙柱的和空心式的，目前我國制造的高壓大容量并聯(lián)電抗器只采用心式結構。

心式電抗器的結構與心式變壓器類似，但是只有一個繞組，在磁路中加入間隙以保證不飽和，維持線性。

4 靜止補償器(SVC-Static Var Compensator)

靜止補償器是近年來發(fā)展起來的一種動態(tài)無功功率補償裝置，電容器、電抗器、調相機是對電力系統(tǒng)靜態(tài)無功電力的補償，而靜止補償器 主要是對電力系統(tǒng)中的動態(tài)沖擊負荷的補償。根據(jù)負荷變動情況，靜止補償可以迅速改變所輸出無功功率的性質或保持母線電壓恒定。

靜止補償器實際上是將可控電抗器與電容器并聯(lián)使用。電容器可發(fā)出無功功率，可控電抗器可吸收無功功率。其控制系統(tǒng)由可控的電子器件來實現(xiàn)，響應速度遠遠高于調相機，一般只有20ms。它主要用于沖擊負荷如大型電爐煉鋼、大型軋機以及大型整流設備等。另外，在電力系統(tǒng)的電壓樞紐點、支撐點也可以用靜止補償器來 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時，靜止補償器還可以抑制諧波對電力系統(tǒng)的危害。

原標題:各種無功補償設備及補償方式

技術

斷路器……

設計院……

變壓器……

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改善功率因數(shù)。要盡量避免發(fā)電機降低功率因數(shù)運行，同時也防止向遠方負載輸送無功引起電壓和功率損耗，應在用戶處實行低功率因數(shù)限制，即采取就地無功補償措施。

改善電壓調節(jié)。負載對無功需求的變化，會引起供電點電壓的變化，對這種變化若從電源端（發(fā)電廠）進行調節(jié)，會引起一些問題，而補償設備就起著維持供電電壓在規(guī)定范圍內(nèi)的重要作用。

調節(jié)負載的平衡性。當正常運行中出現(xiàn)三相不對稱運行時，會出現(xiàn)負序、零序分量，將產(chǎn)生附加損耗，使整流器波紋系數(shù)增加，引起變壓器飽和等，經(jīng)補償設備就可使不平衡負載變成平衡負載。