Ⅰ、异步电动机及变压器的空载无功功率补偿(也称'随机补偿'、'随器补偿')

1、补偿原理

1)电动机空载无功功率补偿就是当单台电动机在7.5kW及以上时，以电动机的空载无功功率为基数，乘以适当补偿系数进行电容量的配置，实行就地补偿。这种补偿方式是将电容器安装在电动机旁，电容器与电动机直接采用一套控制和保护装置或接在控制断路器或磁力启动器的下桩头和电动机一起投切。

2)变压器为完成电能的变压和传输，必须从电网中吸收无功功率用来建立主磁通，这是必不可少的。输配电网络中成千上万台配变消耗着大量无功功率。变压器空载无功功率补偿就是随变压器配置一定数量的电容器，用电容器发出的无功功率来供给变压器完成主磁通的建立，而不从电网吸收无功功率来建立主磁通。

2、补偿容量的确定

1)利用电动机空载电流计算补偿容量

①按下式计算补偿电容器容量Qc

式中: K -为补偿系数,一般取K =0.9， Ue -为额定电压(kV)

②实测空载电流 ,代入⑴式中得Qc

2)变压器随器补偿容量确定的原则:补偿容量不超过配变空载无功功率即空载运行时不发生倒送。过补偿会造成变压器空载时无功功率倒送和产生电磁谐振，尤其在电源缺相运行时，可能发生铁磁谐振过电压，造成烧毁设备事故。

Ⅰ0%-变压器空载电流百分值

Se -配变容量(kV)

K-补偿系数，一般取0.90


3、LBB高压无功功率补偿装置



 

Ⅱ、10kV(6kV)线路的无功补偿

1、线路补偿的原理

由于用户端随机、随器、随荷补偿的不完全或未进行补偿，线路上仍有大量的无功负荷在传输。采用在10kV(6kV)线路上并联高压电容器实现就近补偿，以降低线路传输电流，降低线路损耗，这就是线路无功补偿。

2、线路补偿容量的确定

线路补偿电容器装置一般安装在室外电线杆上，设有自动投切装置，所以只能进行固定补偿。为此选定的电容器容量必须为线路流动的最小无功负荷，否则会发生无功倒送。所以要进行线路无功补偿就必须实测低谷时期无功负荷，然后确定无功补偿容量。

3、线路电容器安装地点及具体容量

①无功负荷沿线路均匀分布

根据理论计算，从降低线损的角度看，以下补偿容量和安装位置为最佳值:


 

由表可知:配电线路上电容器的安装组数越多，降损效果越大，但这给运行维护带来不便，相应的增加了工程投资，而且随安装组数增加，对应于增加单位补偿容量所得到的无功线损下降率减少，因此，一般对于均匀分布负荷的配电线路，以安装一组补偿电容器为宜，最多两组就足够了。

②无功负荷沿线路非均匀分布

在一个供电区内，各条线路的负荷往往是不均匀的，不能机械套用以上公式和经验数据，而应具体计算具体确定补偿方案。在此不做详细介绍。

4、采用线路电容器补偿的特点

线路电容器补偿装置结构简单、造价低，容量选择适当，补偿效果也较好，缺点是运行环境恶劣、维护困难。本装置控制箱和投切箱子分体控制，方便操作维护，不会对操作人员造成事故伤害。
 

5、线路用柱上式高压无功自动补偿装置

柱上式高压无功自动补偿装置(以下简称装置)适用于10千伏或6千伏配电线路中，通过对电容器的自动跟踪投切，实现对线路电压和无功的综合控制，能有效的提高线路的功率因数、降低线路损耗、改善供电线路电压质量。

本装置可根据用户技术要求设定参数，装置自行判断、分析，通过时间、电压、时间电压、功率因数和电压无功五种控制方式，实现高压并联电容组的自动投切。同时本装置还具备完善的保护功能，具有电容器过流速断保护、过流保护、过电压保护、欠电压保护、电容器延时保护、机构故障保护、缺相保护、拒动保护和日动作次数限制等功能，还具有有线和无线通讯功能。

本装置选用电容器投切专用真空接触器作为电容器的投切开关。将接触器、控制电源变压器等放置在不锈钢箱体内，自动控制装置放在小控制箱内，并与高压并联电容器及跌落式熔断器、避雷器等安装在一根线杆上，结构紧凑，安装调试方便。

 

Ⅲ、变电所10kV(6kV)母线的无功补偿(也称'变电站集中补偿')

一般用户端补偿和线路补偿很难全部补偿掉用户所需无功功率。特别是我国特定的经济状况，许多地区用户补偿和线路补偿由于经济条件所限，补偿装置很少，所以有大量无功功率要由上一级电网经过主变压器流入配电网络。变电所10kV(6kV)母线无功补偿指在变电所10kV(6kV)母线上并联电容器组，用其发出的无功功率满足变电所下级10kV(6kV)配电网络的需要。

2、变电所电容器容量的确定

⑴一般新上变电所电容器补偿容量按主变容量的10-30%配置。

⑵按实际无功负荷进行配置，一般取正常无功负荷偏低一点进行配置。具体确定方法参见以下说明。

①只装设一组电容器

一组电容器容量应按以下原则进行配置:取一QC让下图(b)中阴影部分面积尽可能小，一般阴影部分面积越小补偿效果越佳。


 

24小时无功负何变化及补偿容量确定图

注:图(a)表示的是连续24小时实际无功负荷的变化情况。图(b)是将24小时无功负荷按从小到大的顺序排列的无功负荷图，便于问题的分析。

②装设多组电容器

一般按最大无功负荷配置电容器总容量，然后分成几组，每组容量为Qc/N，再确定每组由几个电容器并联而成，每组通过一个接触器并网运行。图中所示电容器组数越多，补偿效果越好。QC1、QC2取值应使下图阴影部分面积尽可能小，一般阴影部分面积越小补偿效果越佳。


3、高压无功自动补偿装置简介
 

LBB系列电压无功综合自动补偿成套装置(简称无功补偿成套装置)，适用于35~220kV变电站6kV、10kV或35kV的电网中。
装置根据母线电压的高低和无功功率的需求状况，通过对变压器有载调压分接头的自动调节和并联电容器组的自动跟踪投切，来实现对变电站电压和无功的综合控制，保证供电电压质量和功率因数达到期望要求，从而达到降低电能损耗，减少电压波动，提高设备利用率的目的。

⑴装置的保护

在设备安全运行上如何及时发现电容器的早期故障，发现故障后尽快的把故障电容切掉，是保证高压无功补偿设备安全运行、避免爆炸事件发生的根本条件。
而电容器早期故障的发现，用常规的电流保护不容易解决，原因是单只高压电力电容器内部是由多个小单元电容器串联而成，额定电压分配在每个单元电容器上，电容器损坏时，首先是内部一个单元电容发生击穿损坏，这时电流增大很小，用常规的电流保护不会动作。

电容器组综合保护装置设计有故障和事故有两种保护。故障保护能及时发现电容器的早期击穿故障，避免由故障发展到事故状态。
事故保护能避免事故扩大向上一级蔓延。故障保护设计有三个保护层面，第一层电压不平衡保护，第二层1段过流保护，第三层2段过流速断保护。
电容器内部某个小单元电容发生击穿短路时，电流虽然变化很小但零序电压变化却很明显，每组电容器的零序电压是由并联在每相电容器上的PT构成开口三角检出的，不受任何外界及电源不平衡的影响，只有电容器组三相容量发生不平衡时才会出现，所以这种保护能准确及时的发现电容器的早期故障，尽快的把故障电容器切除掉，避免爆炸事件的发生。
1段过流保护和2段过流保护过电流的整定值整定在额定电流的1.25-1.45倍，并与时间定值配合使故障保护更加可靠，保证设备安全运行，使电容器有故障发生时不会发生爆炸着火事故。

⑵产品结构及特点

1、采用进口优质三相电力电容器，运行温升低、放电起始电压高、密封性好、可靠性高。电容器内置放电元件补偿装置脱离电网后，5分钟内可将残留电压降低在某种程度50伏以下。

2、改善用电设备的功率因素，能提高到0.95以上，可节电10-20%。

3、提高设备运行效率，减少线路无功损耗。

4、改善供电质量，提高电气设备出力，增加供电能力，结构设计合理，使用方便，可与电机同步投切、免维护。

5、采用高压喷逐式熔断器作短保护，确保设备安全运行。

IV、其它的高压无功补偿装置介绍
 

1.SVG高压动态无功补偿装置

应用领域：本公司研制的SVG广泛应用于石油化工、冶金、电力、煤炭、电气化铁路、风电厂以及其他具有或者靠近冲击性负荷和大容量电动机的工业领域，可以在节能降耗，提高电网安全性和稳定性，提高电网功率因数，改善电能质量，发挥着重要作用。

产品直通车：SVG高压动态无功补偿装置


2.LTC智能动态无功补偿滤波装置

应用领域：广泛适用于电力、冶金、铁道、军工、石油、机械、化工、港口、轻工、建材、矿山、造船等供配电系统中，要求动态无偿补偿且同时需要抑制或治理谐波的场合;尤其适用谐波、负荷大且变化的工况。

产品直通车：LTC智能动态无功补偿滤波装置


3.Y-APF有源滤波装置原理



产品直通车：Y-APF有源滤波装置原理


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