无功功率补偿与谐波治理基础知识

无功功率的影响有那些

增加设备容量。

增加设备及线路损耗。

使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质量严重降低。

什么是无功补偿

电力系统中大量的负荷是电感性的，因此我们将吸收感性无功功率的负荷称为“无功负荷”，而将吸收容性无功功率的设备称为“无功电源”。无功补偿就是吸收或供给适度可变的无功功率，以改善交流电力系统的供电质量。

大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法即是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是无功补偿。

常用的无功补偿的方法有几种

同步补偿机

同步电动机

同步发电机

并联电容器

静止无功补偿装置

静止无功发生器

无功补偿的作用有那些

提高供电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗。

稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿装置还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力。

在电弧炉炼钢、电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。

什么是同步补偿机

同步补偿机又称同期调相机，它实际上是不带机械负荷，空载运行的同步电动机。

什么是同步电动机

同步电动机过激运行时，发出无功功率，相当于无功电源；欠激运行时吸收无功功率，相当于无功负荷。通常电网的负荷为感性的，所以一般使同步电动机处于正常励磁或过励磁的情况下运行，以改善电网的功率因数。

什么是同步发电机

发电机除发出有功功率，实现机械能转变为电能，作为电力系统的有功电源外，同时又是基本的无功功率电源。

什么是并联电容器

并联电容器广泛应用于改善负荷的功率因数，是电力系统一种重要的无功补偿设备。并联电容器的主要缺点：一是电压调节效应低，二是不能连续调节和吸收滞后（感性）的无功功率。

什么是静止无功补偿装置

运用电力电子技术的可调节无功补偿装置。其重要特性是能调节补偿装置的无功功率。

什么是静止无功发生器

运用电力电子技术的可调节无功发生装置。即可以使其发出无功功率，呈电容性；也可以使其吸收无功功率，呈电感性。采用PWM控制，可使其输入电流接近正弦波。

无功补偿方式有几种

集中补偿

分散就地补偿

单机就地补偿

什么是集中补偿

将补偿电容器直接接在变电所的高压或低压母线上，对该变电所供电范围内的无功功率进行补偿，称为集中补偿方式。

什么是分散就地补偿

将电容器接在车间动力箱母线上，对其附近的电动机等无功负荷进行无功补偿，相对于在总配电房的集中补偿而言，称为分散就地补偿，可认为是就地补偿方式的一种。

什么是单机就地补偿

将电容器置于电动机附近，对其进行单独就地补偿称单机就地补偿方式。

谐波是如何产生的

某些负荷对交流电呈现非线形阻抗。在基频时，电流不是正弦波，发生了畸变。若用傅立叶分析的语言来表达，就是电流波形包含了某些谐波分量。产生谐波较大的负荷有：静止功率变换器（整流和逆变器）、各种电源、电弧炉、可控硅交流功率控制器。

抑制谐波的方法有几种

滤波补偿方法

改造谐波产生源方法

设法提高电力系统中主要的谐波源即整流装置的相数。

采用高功率因数整流器。

什么是LC滤波器

LC滤波器也是无源滤波器，是抑制滤波的一种传统、常用的方法。是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置，与谐波源并联使用。这种方法即可补偿谐波，又可补偿无功功率，而且结构简单，一直被广泛使用。这种方法的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响，易和系统发生并联谐振，导致谐波放大，使LC滤波器过载甚至烧毁。

LC滤波器的有那几种

单调谐滤波器

高通滤波器

双调谐滤波器

什么是静止无功补偿装置

静止无功补偿装置简称SVC（STATICVARCOMPENSATOR）是指没有运动部件的无功补偿装置。由于使用晶闸管的静止无功补偿装置具有优良的性能，近年来，在世界范围内其市场一直在迅速而稳定地增长，已占据了静止型无功补偿装置的地位。因此SVC往往专指使用晶闸管的静止无功补偿装置，包括晶闸管控制电抗器（TCR），晶闸管投切电容器（TSC），以及这两者的混合装置（TCR＋TSC）或者晶闸管控制电抗器与固定电容器的混合装置（TCR＋FC），晶闸管控制电抗器与机械投切电容器的混合装置（TCR＋MSC）等。

什么是静止无功发生器

静止无功发生器简称SVG（STATICVARGENERATOR）也是一种电力电子补偿装置。与静止无功补偿装置（SVC）不同的是通过发出无功功率达到无功补偿的目的，不需要大容量的电抗器、电容器等储能元件。一般指自换相电力半导体桥式变流器型动态无功补偿装置。

什么是有源电力滤波器

有源电力滤波器简称APF（ACTIVEPOWERFILTER）也是一种电力电子补偿装置。其基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响。

什么是TCR

TCR（THYRISTORCONTROLLEDREACTOR）是晶闸管投切电抗器型静止无功补偿装置。由于单独的TCR只能吸收感性的无功功率，因此往往与并联电容器配合使用。并联电容器后，使得总的无功功率为TCR与并联电容器无功功率抵消后的净无功功率。

特点：可连续调节补偿装置的无功功率，有谐波产生，一般与TSC或FC滤波器配套使用。

什么是TSC

TSC（THYRISTORSWITCHEDCAPACITOR）是晶闸管投切电容器型静止无功补偿装置。电容器的投切开关为晶闸管。

特点：可断续调节补偿装置的无功功率，无谐波产生，可单独使用或与FC滤波器配套使用。

什么是SR

SR（SATURATEDREACTOR）是饱和电抗器，是一种早期的静止无功功率补偿装置。

什么是TCT

TCT（THYRISTORCONTROLLEDTRANSFORMER）是晶闸管控制变压器型静止无功补偿装置，是TCR的一种变形。

什么是MSC

MSC（MECHANICALLYSWITCHEDCAPACITOR）是机械投切电容器，电容器的投切开关为机械断路器。

什么是FC

FC（FIXEDCAPACITOR）是固定电容器，一般与电抗器组合使用，组成多回路LC滤波器。