有功功率是保持用電設(shè)備正常運行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量（機械能、光能、熱能）的電功率。無功功率比較抽象，它用于電路內(nèi)電場與磁場的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰�。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。
無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機械運動，電動機的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉(zhuǎn)動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。
在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運行。
但是從發(fā)電機和高壓輸電線供給的無功功率遠遠滿足不了負荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。
無功補償可以改善電能質(zhì)量、降低電能損耗、挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力、無功補償減少用戶電費支出，是一項投資少，收效快的節(jié)能措施。不過在確定無功補償容量時應(yīng)注意在輕負荷時要避免過補償，倒送無功功率勢必造成功率損耗增加；另外功率因數(shù)越高，補償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補償。
1. 提高用戶的功率因數(shù)，從而提高電工設(shè)備的利用率； 2. 減少電力網(wǎng)絡(luò)的有功損耗；
3. 合理地控制電力系統(tǒng)的無功功率流動，從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，
4. 在動態(tài)的無功補償裝置上，配置適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器，可以改善電力系統(tǒng)的動
5. 裝設(shè)靜止無功補償器（SVS）還能改善電網(wǎng)的電壓波形，減小諧波分量
和解決負序電流問題。對電容器、電纜、電機、變壓器等，還能避免高次諧波引起的附加電能損失和局部過熱。 無功補償?shù)姆诸悾?/div>
從技術(shù)原理上講無功補償裝置是在電網(wǎng)中呈感性或容性的元件，由于目前我國中低壓電網(wǎng)以架空線路為主且基本上帶感性負載，所以系統(tǒng)所采用的無功補償裝置多數(shù)呈容性，也就是說它是由電容器和相應(yīng)的附屬設(shè)施組成的。
由于負荷多數(shù)集中在配電網(wǎng)絡(luò)，所以多年來用于無功補償?shù)碾娙萜鹘M基本上安裝在電網(wǎng)的中壓側(cè)和低壓側(cè)，包括35KV、10KV和0.4KV幾個電壓等級。從運行需要上說，無功補償裝置由電容器組、投切元件、檢測及保護元件組成。
早在20世紀70年代，當(dāng)時的低壓無功補償裝置自動化程度較低，多數(shù)電容器組是通過空氣開關(guān)由人工進行投切的，保護措施簡單粗糙，當(dāng)電容器組出現(xiàn)整組故障時才能由空氣開關(guān)的熱偶元件啟動空氣開關(guān)跳閘，切除故障。可見，老式無功補償裝置技術(shù)性能不好，主要表現(xiàn)為自動化程度偏低和可靠性不高，不能在電網(wǎng)中長期安全可靠運行，運行壽命往往只有二三年。而補償裝置技術(shù)性能好壞是決定其是否能被普遍使用的關(guān)鍵。
無功補償?shù)某Ｓ醚b置：
1、同步調(diào)相機
早期的無功功率補償裝置主要為同步調(diào)相機，多為高壓側(cè)集中補償。同步調(diào)相機目前在現(xiàn)場仍有少量使用。
2、靜止補償裝置
靜止補償器的基本作用是連續(xù)而迅速地控制無功功率，即以快速的響應(yīng)，通過發(fā)出或吸收無功功率來控制它所連接的輸電系統(tǒng)的節(jié)點電壓。
靜止補償器由于其價格較低、維護簡單、工作可靠，在國內(nèi)仍是主流補償裝置。靜止補償器（SVC）先后出現(xiàn)過不少類型，目前來看，有發(fā)展前途的主要有直流助磁飽和電抗器型、可控硅控制電抗器型和自飽和電抗器型3種。上述第二種又可分為：固定連接電容器加可控硅控制的電抗器（FIXEDCAPACITOR＆THYRISTORCONTROLLEDREACTOR，F(xiàn)C－TCR）；可控硅開關(guān)操作的電容器加可控硅控制的電抗器（THYRISTORSWITCHEDCAPACITOR＆THYRISTORCONTROLLEDREACTOR，TSC－TCR）。
實際上，由斷路器（電磁型交流接觸器）操作的電容器和電抗器在電網(wǎng)中正在大量使用，可以說這種補償技術(shù)是靜態(tài)的，因為它不能及時響應(yīng)無功功率的波動。這種裝置以電磁型交流接觸器為投切開關(guān)，由于受電容器承受涌流能力、放電時間及電容器分級以及接觸器操作頻率、使用壽命等因素制約，因而無法避免以下不足：
補償是有級的、定時的，因而補償精度差，跟隨性不強，不能適應(yīng)負荷變化快的場合；受交流接觸器操作頻率及壽命的限制，靜態(tài)補償裝置一般均設(shè)有投切延時功能，其延時時間一般為30S。對一般穩(wěn)定負荷，即負荷變化周期大于30S的負荷，這類補償裝置是有效的，但對一些變化較快的負荷，如電梯、起重、電焊等，這類補償裝置就無法進行跟蹤補償。不能做到無涌流投入電容器，對于接觸器加電抗器方案，增加損耗較大，對于容性接觸器方案，事故率較大，對金屬化電容器的使用壽命影響很大；目前，低壓電力電容器以金屬化自愈式電容器為主，這種電容器的引線噴金屬端面對涌流承受能力有限，因此，涌流的大小及次數(shù)是影響電容器使用壽命的主要因素。運行噪聲較大。
由于控制部分的負載是接觸器的線圈，在投切過程中，造成火花干擾，影響補償裝置的可靠性和使用壽命。針對上述問題，基于智能控制策略的TSC補償裝置正在引起關(guān)注。事實上，如果能夠進行動態(tài)無功功率補償則能夠克服以上不足。將微處理器用于TSC，可以完成復(fù)雜的檢測和控制任務(wù)，從而使動態(tài)補償無功功率成為可能�；谥悄芸刂撇呗缘腡SC補償裝置的核心部件是控制器，由它完成無功功率（功率因數(shù)）的測量及分析，進而控制無觸點開關(guān)的投切，同時還可完成過壓、欠壓、功率因數(shù)等參數(shù)的存貯和顯示。因此，與斷路器操作的電容器裝置相比，盡管單臺無觸點開關(guān)的造價比交流接觸器高，但該裝置仍然有以下幾個特點：
1. 無涌流，允許頻繁操作；
2. 跟蹤響應(yīng)時間快，動態(tài)跟蹤時間0.02～2S（可調(diào)）；
3. 采用編碼循環(huán)式投切電容器，可均勻使用電容器，從而延長整個裝置的
使用壽命；
4. 具有各種保護功能，如過壓保護、缺相保護及諧波分量超限保護等； 3、靜止無功發(fā)生器
靜止無功發(fā)生器（STATICVARGENERATOR，SVG）又稱靜止同步補償器（STATCOM），采用GTO構(gòu)成的自換相變流器，通過電壓電源逆變技術(shù)提供超前和滯后的無功，進行無功補償。是靈活交流輸電系統(tǒng)FACTS：FLEXIBLEACTRANSMISSIONSYSTEMS技術(shù)中一個重要的基礎(chǔ)部件。該部件與其它的無功補償裝置相比，雖然SVG裝置的成本要高一些，但其靈活的動態(tài)調(diào)節(jié)特性、優(yōu)越的補償效果以及更小的設(shè)備體積都是其它裝置不能比擬的。與SVC相比，其調(diào)節(jié)速度更快且不需要大容量的電容、電感等儲能元件，諧波含量小，同容量占地面積小，在系統(tǒng)欠壓條件下無功調(diào)節(jié)能力強。
在SVG裝置中，由于要涉及到大量的復(fù)雜計算（如濾波計算、瞬時無功計算）和各種控制手段（如矢量控制、PI控制）以及諸多信號的采集和發(fā)送。因此，系統(tǒng)對控制器的運算速度、接口資源、穩(wěn)定性以及成本等方面要求很高。
無功補償?shù)闹饕绞剑?/div>
配電網(wǎng)無功補償?shù)闹饕绞接形宸N：變電站補償、配電線路補償、隨機補償、隨器補償、跟蹤補償。
變電站補償：針對電網(wǎng)的無功平衡，在變電站進行集中補償，補償裝置包括并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機、靜止補償器等，主要目的是平衡電網(wǎng)的無功功率，改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，提高系統(tǒng)終端變電所的母線電壓，補償變電站主變壓器和高壓輸電線路的無功損耗。這些補償裝置一般集中接在變電站10KV母線上，因此具有管理容易、維護方便等優(yōu)點，缺點是這種補償方式對10KV配電網(wǎng)的降損不起作用。
配電線路補償：線路無功補償即通過在線路桿塔上安裝電容器實現(xiàn)無功補償。線路補償點不宜過多；控制方式應(yīng)從簡，一般不采用分組投切控制；補償容量也不宜過大，避免出現(xiàn)過補償現(xiàn)象；保護也要從簡，可采用熔斷器和避雷器作為過流和過壓保護。線路補償方式主要提供線路和公用變壓器需要的無功，該種方式具有投資小、回收快、便于管理和維護等優(yōu)點，適用于功率因數(shù)低、負荷重的長線路。缺點是存在適應(yīng)能力差，重載情況下補償不足等問題。
隨機補償：隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電動機同時投切的一種無功補償方式。縣級配電網(wǎng)中有很大一部分的無功功率消耗在電動機上，因此，搞好電動機的無功補償，使其無功就地平衡，既能減少配電線路的損耗，同時還可以提高電動機的出力。隨機補償?shù)膬?yōu)點是用電設(shè)備運行時，無功補償裝置投入；用電設(shè)備停運時，補償裝置退出。更具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護簡單、事故率低的特點。適用于補償電動機的無功消耗，以補勵磁無功為主，可較好的限制配電網(wǎng)無功峰荷。年運行小時數(shù)在1000H以上的電動機采用隨機補償較其他補償方式更經(jīng)濟。
隨器補償：隨器補償是指將低壓電容器通過低壓熔斷器接在配電變壓器二次側(cè)，以補償配電變壓器空載無功的補償方式。配電變壓器在輕載或空載時的無功負荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配電變壓器空載無功是農(nóng)網(wǎng)無功負荷的主要部分。隨器補償?shù)膬?yōu)點是接線簡單，維護管理方便，能有效地補償配電變壓器空載無功，限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而提高配電變壓器利用率，降低無功網(wǎng)損，提高用戶的功率因數(shù)，改善用戶的電壓質(zhì)量，具有較高的經(jīng)濟性，是目前無功補償最有效的手段之一。缺點是由于配電變壓器的數(shù)量多、安裝地點分散，因此補償工作的投資比較大，運行維護工作量大。
跟蹤補償：是指以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在用戶配電變壓器低壓側(cè)的補償方式。這種補償方式，部分相當(dāng)于隨器補償?shù)淖饔�，主要適用與100KVA及以上的專用配電變壓器用戶。跟蹤補償?shù)膬?yōu)點是可較好地跟蹤無功負荷的變化，運行方式靈活，補償效果好，但是費用高，且自動投切裝置較隨機或隨器補償?shù)目刂票Ｗo裝置復(fù)雜，如有任一元件損壞，則可導(dǎo)致電容器不能投切。其主要適于大容量大負荷的配變。
無功補償?shù)闹饕獞?yīng)用場合：
電弧爐
電弧爐做為非線性及無規(guī)律負荷接入電網(wǎng)，將會對電網(wǎng)產(chǎn)生一系列不良影響，其中主要是：導(dǎo)致電網(wǎng)嚴重三相不平衡，產(chǎn)生負序電流，產(chǎn)生高次諧波，其中普遍存在如2、4次偶次諧波與3、5、7次等奇次諧波共存的狀況，使電壓畸變更趨復(fù)雜化，存在嚴重的電壓閃變，功率因數(shù)低。
徹底解決上述問題的唯一方法是用戶必須安裝具有快速響應(yīng)速度的動態(tài)無功補償器（SVC）。向電弧爐快速提供無功電流并且穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，增加冶金有功功率的輸出，提高生產(chǎn)效率，并且最大限度地降低閃變的影響。SVC具有的分相補償功能可以消除電弧爐造成的三相不平衡，濾波裝置可以消除有害的高次諧波及改善電能質(zhì)量，并通過向系統(tǒng)提供容性無功來提高功率因數(shù)。
軋機
軋機及其他工業(yè)對稱負載在工作中所產(chǎn)生的無功沖擊會對電網(wǎng)造成如下影響：引起電網(wǎng)電壓降及電壓波動，嚴重時使電氣設(shè)備不能正常工作，降低了生產(chǎn)效率；使功率因數(shù)降低；負載的傳動裝置中會產(chǎn)生有害高次諧波，主要是以5、7、11、13次為代表的奇次諧波及旁頻，會使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生嚴重畸變。
電力機車供電
電力機車運輸方式在保護環(huán)境的同時也對電網(wǎng)造成了嚴重“污染”，因電力機車為單相供電，這種單相負荷就造成了供電網(wǎng)的嚴重三相不平衡及低的功率因數(shù)，并產(chǎn)生負序電流。
目前世界各國解決這一問題的唯一途徑就是在鐵路沿線適當(dāng)位置安裝SVC系統(tǒng)，通過SVC的分相快速補償功能來平衡三相電網(wǎng)，并通過濾波裝置來提高功率因數(shù)。
提升機
提升機等其它重工業(yè)負載在工作中會對電網(wǎng)產(chǎn)生如下影響：引起電網(wǎng)電壓降及電壓波動，功率因數(shù)低，傳動裝置會產(chǎn)生有害高次諧波。
遠距離電力傳輸
全球電力目前正在趨向長距離輸電，高能量消耗，同時也迫使輸配電系統(tǒng)不得不更加有效，SVC可以明顯提高電力系統(tǒng)輸配電性能，這已在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的證明，即當(dāng)在不同的電網(wǎng)條件下，為保持一個平衡的電壓時，可在電網(wǎng)的一處或多處適合的位置上安裝SVC，以達到如下目的：穩(wěn)定弱系統(tǒng)電壓，減少傳輸損耗，增加傳輸能力，使現(xiàn)有電網(wǎng)發(fā)揮最大效率，提高瞬變穩(wěn)態(tài)極限，增加小干擾下的阻尼，增強電壓控制及穩(wěn)定性，緩沖功率振蕩。
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