动态无功补偿精选(九篇)

第1篇：动态无功补偿范文

论文关键词：配电系统；动态无功补偿装置

中图分类号： U224.3+1 文献标识码： A

一、配电系统中的动态无功补偿装置

无功功率补偿，简称无功补偿，在电力供电系统中起到提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网供电质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统的电压波动，谐波增大等诸多不利于电网安全运行的因素。无功补偿分动态和静态两种方式。静态无功补偿是根据负载情况安装固定容量的补偿电容或补偿电感，动态补偿是根据负载的感性或容性变化随时的切换补偿电容容量或电感量进行补偿。一般的补偿是有级的,也就是常用的补偿装置如电容,是按组来进行投切的,也就是用电系统里产生的无功不会是你补偿的一样多,但是由于这种补偿已经将功率因数达到了例如0.95,已经很好了。但是有的负载,其工作时无功的变化量非常大,且速度非常快,可以达到毫秒级，如电焊机，一个工作周期才0.2秒左右，其间还有几十秒的半负荷及几十秒的停顿，而无功在工作时也是不规则的快速改变着。象这样的负载采用常用的无功补偿装置是无法实现的，只能用“动态”补偿。

所谓“动态”即快速性、实时性，一是补偿速度一定要快；二是用电负载需要多少无功，补偿装置就补偿多少无功。这是动态补偿的两个基本特征。但不是非得两个都具备才是动态补偿，有的负载虽然无功变化快，但是无功量的改变是固定的，此时用速度快的无功补偿也可以办到，也就是说这个动态补偿强调的单单是迅速。

动态无功补偿装置由高压开关柜(包括高压熔断器、隔离开关、电流互感器、继电保护、测量和指示部分等)、并联电容器、串联电抗器、放电线圈(或者电压互感器)、氧化锌避雷器、支柱绝缘子、框架等构成。动态无功补偿装置根据改善和提高功率因数，降低线路损耗，充分发挥发电、供电设备的效率功能强大，液晶字段显示，性能可靠稳定，抗干扰能力极强。靠无功控制器根据线路力率情况自动投、切补偿量，以确保功率因数基本恒定于某一设定值附近；后者表示手动投入固定值补偿量，不随线路力率情况改变补偿量，此类方式除非补偿量刚好合当，功率因数才会达标。

无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型。功率因数型这种控制方式也是很传统的方式，采样、控制也都较容易实现。无功功率（无功电流）型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定性及检测及补偿效果。用于动态补偿的控制器要求就更高了，一般是与触发脉冲形成电路一并考虑的，要求控制器抗干扰能力强，运算速度快，更重要的是有很好的完成动态补偿功能。

二、动态无功补偿装置最优利用方法与原理功能

配电线路无功补偿即通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。线路补偿点不宜过多，一般不采用分组投切控制；补偿容量也不宜过大，避免出现过补偿现象；保护措施也要一切从简，可采用熔断器或者避雷器作为过流和过压保护。线路补偿方式这种方式具有投资小、回收快、便于管理和维护等优点，适用于功率因数低、负荷重的长线路。

在低压三相四线制的城市居民和农网供电系统中：由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用，并且负荷大小不同和用电时间的不同。所以，电网中三相间的不平衡电流是客观存在的，并且这种用电不平衡状况无规律性，也无法事先预知。导致了低压供电系统三相负载的长期性不平衡。对于三相不平衡电流，电力部门除了尽量合理地分配负荷之外几乎没有什么行之有效的解决办法。电网中的不平衡电流会增加线路及变压器的铜损，还会增加变压器的铁损，降低变压器的出力甚至会影响变压器的安全运行，最终会造成三相电压的不平衡。

调整不平衡电流无功补偿装置，有效地解决了这个难题，该装置具有在补偿线路无功的同时调整不平衡有功电流的作用。其理论结果可使三相功率因数均补偿至1，三相电流调整至平衡。实际应用表明，可使三相功率因数补偿到0.95以上，使不平衡电流调整到变压器额定电流的10%以内。

工作原理：无功动态补偿装置由控制器、过零触发模块、晶闸管、并联电容器、电抗器、放电保护器件等组成。装置实时跟踪测量负荷的电压、电流、无功功率等，通过微机进行分析，然后计算出无功功率并与预先设定的数值进行比较，自动选择能达到最佳补偿效果的补偿容量并发出指令，由过零触发模块判断双向可控硅的导通时刻，实现快速、无冲击地投入并联电容器组。

目前，国内的动态补偿的控制器和国外的同类产品相比还要有很大的差距，一方面是补偿功率不能一步到位，冲击电流过大，系统特性容易漂移，维护成本高；另一方面是在动态响应时间上较慢，动态响应时间重复性不好。另外，相应的国家标准也还没有达到一定标准，这方面落后于发展。但是运算速度快，抗干扰能力强，最重要的是有很好的完成动态补偿功能。

无功补偿的具体实现方式：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。

动态无功率补偿装置的主要功能：1、提高线路输电稳定性；2、维持受电端电压，加强系统电压稳定性；3、补偿系统无功功率，提高功率因数，降低线损，节能损耗；4、抑制电压波动和闪变；5、抑制三相不平衡。

动态无功率补偿装置的主要问题：1、电容器损坏频繁。2、电容器外熔断器在投切电容器组及运行中常发生熔断。3、电容器组经常投入使用率低。

三、在配电系统中动态无功补偿与静态补偿区别

（一）前者表示靠无功控制器根据线路力率情况自动投、切补偿量，以确保功率因数基本恒定于某一设定值附近；后者表示手动投入固定值补偿量，不随线路力率情况改变补偿量，此类方式除非补偿量刚好合当，功率因数才会达标，否则，不论补偿量过小或过大，功率因数均偏小。

（二）动态无功补偿的定义是这种响应动作时间小于1S，一般是通过可控硅投切电容组TSC、可控电抗器调节无功TCR型SVC或利用IGBT器件调节的静止性无功发生装置SVG等来实现。静态补偿可以是固定的通过隔离开关或熔断器断电后进行人工调节的装置，也指响应时间大于1S的自动投切装置，如接触器投切电容组的方式。

四、应用

（一）SLTF型低压无功动态补偿装置：适用于交流50Hz、额定电压在660V以下，负载功率变化较大，对电压波动和功率因数有较高要求的电力、汽车、石油、化工、冶金、铁路、港口、煤矿、油田等行业。安装环境：周围介质无爆炸及易燃危险、无足以损坏绝缘及腐蚀金属的气体、无导电尘埃。无剧烈震动和颠簸，安装倾斜度

（二）SHFC型高压无功自动补偿装置：适用于6kV~10kV变电站，可在I段和II段母线上任意配置1~4组电容器，适应变电站的各种运行方式。技术特征：电压优先，按电压质量要求自动投切电容器，使母线电压始终处于规定范围。

第2篇：动态无功补偿范文

关键词 输配电系统；动态；无功补偿；技术；研究

中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）20-0071-01

1 动态无功补偿技术现状

生产技术是在生产过程中不断进步的，动态无功补偿技术从刚开始比较落后的损耗大、工作声音响、反应速度很慢的同步调相机发展到今天相对比较先进的动态投切电容器（SVC）和无功发生器（STATCOM）技术，并且目前就SVC和STATCOM这两项动态无功补偿技术使用比较广泛。同步调相机发展到动态投切电容器（SVC）和无功发生器（STATCOM）技术中间还经历了开关投切固定器，投切固定器虽然是在同步调相机的基础上得到了发展，但是还是存在反应迟钝、感应不够灵敏、工作的连续性能差等方面的缺点。就目前的动态无功补偿技术来说，就无功发生器（STATCOM）和动态投切电容器（SVC）技术具有代表性，无功发生器（STATCOM）与动态投切电容器（SVC）相比，动态投切电容器（SVC）在科学性质方面更具优点。无功发生器（STATCOM）还有技术上的瓶颈，但是无功发生器（STATCOM）也有一定的优点，所以目前在少数电力工程中用到无功发生器（STATCOM）。

投切电容器（SVC）包含了很多技术方向，国内外众多电力设备研究专家还根据具体需求进行研发。就目前研发出来的投切电容器技术就包括了高阻抗变压器型、电抗器型、励磁控制的电抗器型晶闸管投切电容器型、晶闸管相控电抗器型这五个方向点。

2 动态投切电容器（SVC）技术

投切电容器（SVC）对于电网系统具有平衡三相负荷、降低网损、提高功率因数、减少谐波和电压影响、掌控无功功率、提高输电能力、阻止低频振荡、限制同步振荡等几方面的功能。投切电容器（SVC）技术的应用比较广泛，它主要用于无功控制HVDC换流站和输出电压对进行支持作用，同时投切电容器（SVC）也用于对因为负荷产生改变而产生的变动的控制、稳定电网系统的三相电压和防止系统中的输电部分的振动。对于电网系统中的输电部分，100～400Mvar为输电部分的容量要求，所以必须用到投切电容器（SVC），要求把投切电容器（SVC）安装在电压等级为10千伏到35千伏之间的降压变压器里。TSC的应用在SVC类型中使用最为广泛的两种，TCR使用的安全性比较高，因为TSC每一相分为两个组合，同时采用了特殊的三角型和三相结合的连接方法，从而对阀组动态运行的环境的调整可以采用对晶闸管阀体两端的di/dt值进行控制的方法。受TSC的输出特性的限制，TSC只能运行单纯的有级调理，但是在电压的环境下却能发挥很好的作用。

3 无功发生器（STATCOM）技术

无功发生器（STATCOM）对于电网系统的作用就是用变流器把电容器上的直流电压转变为三相电流，同时把变流器和变压器联系起来对电流进行调整，然后把电充进去电容器里面。无功发生器的无功功率的系统输出主要是通过在系统电压和逆变压器之间形成落差的方法，无功发生器的充电功能启动的时间取决于电压差产生的时间点，当无功发生器的充电动作进行到系统电压低于电容的电压时就会产生无功功率输送。但是无功发生器（STATCOM）输送的无功功率也不是永不停止的，当STATCOM的无功功率被消耗的量和系统的供应的量相等时就会停止。

4 无功发生器和动态投切电容器的技术性比较

有对比才有选择，才能对两种技术的适用性进行了解，无功发生器和动态投切电容器是目前应用比较广的两种动态无功补偿技术，不同的电网企业对无功发生器和动态投切电容器这两种技术的选择考虑都不一样，但是对这两种技术的选择都要充分结合自身电厂的实际情况，对无功发生器技术和动态投切电容器技术的优缺点进行深入认识，两种动态无功补偿技术都有各自的优势和缺点。

1）STATCOM的优缺点，级链式结构和多电平或者多重化结构是目前STATCOM的主要两种结构，STATCOM的主要有点是摆脱常规的电容器补偿方式，可以直接进行瞬时间的无功功率进行调换，STATCOM还是一种无功功率的补偿器件，同时STATCOM具有反应灵敏度高、体积相对比较小、提供无功功率的时间性比较敏感、对于负荷的突然变化的控制能力比较强等方面的优点，STATCOM的缺点是技术瓶颈一直没有得到解决，对平衡三相电的能力还是不足，而且价格成本相对比较高。

2）投切电容器（SVC）的优点是平衡三相电的能力强、造价成本相对比较低、技术比较成熟，投切电容器（SVC）的缺点是对使用的面积要求比较大，反应迟钝、对于负荷电流突然变化的控制能力很弱。

5 小结

随着社会发展的脚步的加快，电网的谐波的污染问题也越来越严重，对于输配电系统动态无功补偿的解决意见迫在危急。本文从当前应用比较广的投切电容器（SVC）技术和无功发生器（STATCOM）技术对输配电系统动态无功补偿的解决进行了了解，为了适当选择动态无功补偿的技术方案，本文也对无功发生器（STATCOM）和投切电容器（SVC）进行了对比。从对目前的动态无功补偿方法的剖析，发现尽管现在已经研发出了新型的、功能比较强大的无功发生器（STATCOM），但是无功发生器（STATCOM）还是存在很多的不足，需要进一步的改善。千里之行始于足下，对于配电系统动态无功补偿技术的研究还需要广大电网工作者、技术研发专家的共同努力。

参考文献

[1]付广锦，杨均普.输配电网无功补偿方案比较研究[J].内蒙古石油化工，2012（19）.

[2]王玉斌，配电系统动态无功补偿技术的研究[J].山东大学，2007.

[3]胡明红，动态无功补偿装置在配电系统中的应用[J].现代建筑电气，2013（01）.

第3篇：动态无功补偿范文

关键词： 两路编码 柱上 动态无功补偿 单片机 rs-232

abstract: reactive power compensation is an effective method to reduce the loss of power grid and raise the efficiency of transmission. this paper analyses the actuality of reactive power compensation on 10 kv power line on pole and designs an equipment of dynamic reactive power compensation which based on a two-path coding control. this equipment applies the new technology of single-chip computer and wireless, can measure the real-time power factor and reactive power, and can dynamically compensate for the reactive power to rather high accuracy. there is also a function of four- remote control with this equipment, which can store two months of the history-data and can set and transmit the parameter and data by way of wireless. this equipment is of high value for increasing the power factor and reducing the loss of power grid .

key words: two-path coding control; on pole; automatic reactive-power compensation; single-chip computer; rs-232 interface

1. 引 言

功率因数和无功平衡是衡量电网质量的重要标志。我国农网普遍存在供电半径长、电压质量差、功率因数低的状况。如果无功能得到有效的平衡，不仅能大大降低电网的损耗，而且对提高电压质量具有重要的意义。但是，目前我国大部分城乡电网功率因数偏低，无功很不平衡。因此提高电网功率因数、平衡无功、提高电压质量、降低线损，是电力系统的一个重要课题。现今国内大部分的无功补偿装置都是并接电容器固定补偿，不能实现动态跟踪补偿。另还有一部分是一路动态跟踪补偿，级数太少，不能做到精补细补。因此，如何实现无功多路补偿，仍是国内外同行关注的热点。

本文设计了一种基于两路不等容编码控制投切的无功动态补偿装置，它能随电网无功的变化，实现四级补偿，基本能达到精补细补的目的，使得电网的无功平衡更科学合理，因而在农网中有着广泛的应用前景。

2. 设计思想

本文主要探讨基于两路不等容编码投切无功补偿装置的控制原理以及实现的方法。在动态跟踪无功补偿装置中，如果是单组的动态补偿，就可根据电网无功以及电压的状况进行投切;如果是多组等容量投切补偿，可根据循环投切的原理去设计控制策略;如果是多组不等容投切，其控制策略就要复杂得多。森宝公司之所以研发该产品，主要是以下两方面的原因：

1) 降低成本。众所周知，单组无功补偿装置不能做到精细补偿，而多组等容的装置虽能做到相对精细的补偿，但是其电容器的组数要多，每组电容器都要配备相应的开关和保护设备，这就大大增加了设备的成本，使节能降损的先期投入成本较大，也使节能降损的效益降低。如果使用不等容投切，就可大大减少设备成本，使用户的效益最大化。举例说明，要补偿300kvar的电容，级差为100kvar，如果采用等容投切，就需要3台电容器和3台开关，而如果采用不等容投切，采用补偿一个100kvar和一个200kvar的方法，就只需要两台电容器和两台开关，这就节省了1台开关和1套保护装置的费用，并且减少了故障点。 信息来自:输配电设备网

2) 使装置的体积减小，节省了空间，也减少故障点。高压电容器的体积相对比较庞大，而且对绝缘距离有一定的要求，电容器的组数越多，那么体积就会大大增加，这就增加了施工成本和施工难度。而且，组数越多，装置的故障点越多，使装置的维护成本增加。使用不等容投切就可以减少这些问题。

基于以上思考，本文设计了两路不等容投切的户外高压无功自动补偿装置。

3. 系统结构以及控制器工作原理

图 1 系统工作原理图

如图1，控制柜内装有两台高压电容器和高压真空接触器，通过单片机控制高压真空接触器的开合，完成投切动作。采用高压熔断器为电容提供保护。pt采样高压电网的b、c相之间的线电压，除了提供电压信号，还为控制器和控制回路提供电源。ct采样线电流，为控制器提供电流采样信号。ct1-ct4采样电容器电流，电容器的过流保护和缺相保护提供硬件支持。控制器将采集到的线电压、线电流、电容器电流的信号进行分析、计算，经过判断，输出控制信号，控制真空接触器关合和开断。

4. 控制策略

在控制方式上，装置采用了按无功投切和按功率因数投切两种方式。用户可以根据需要来选择。单就补偿的最终目的而言，笔者推荐使用无功来控制比较科学合理。

两组电容器由于其容量不等，在投切时就要考虑两个电容器的协调问题，大致来说，分为如下几个情况：

1) 两组都未投入。那么则根据所选控制方式，根据实际参数量来投入合适的容量。

2) 小容量电容器已投入。如果过补，则切电容;如果需要投入的容量大于小电容器而小于大电容器，那么切电容器;如果需要投入的容量大于大电容器，那么投大电容器。

3) 大容量电容器已投入。如果过补，那么切电容器;如果需要投入的容量大于小电容器，那么投小电容器。

4) 两个都已投入。如果过补，那么根据过补的多少，来选择切除哪一组电容器。

5 控制器硬件电路设计

要实现自动控制，通常的做法是利用微控制器或处理器对采集来的数据进行计算，判断，然后再对对象进行控制。在本设计中为了使采集数据更精确，软件编程更简洁，使用新型的智能电表芯片替代了传统的adc和部分mcu的工作。在软硬件设计中注重了对动态电容器的保护，实现了10分钟保护、过流保护、缺相保护、延时保护等多种保护功能，使得系统工作更加稳定有效。

图2 硬件结构图

如图2，整体电路由ad，cpu，ic器件组成。使用专用测量芯片cs5460替代了原先的adc和部分单片机的工作，通过芯片内的硬件算法得到irms、vrms、p。主cpu使用51系列芯片，其内部自带20k字节的flashrom和512字节的ram，设计中，全部采用其内部的程序存储器和数据存储器。ic器件主要包括外部扩展的一片e2prom存储器，它拥有32k字节的存储空间，用来存储参数设定值及历史数据;时钟芯片为系统工作提供时间参考;另外，人机接口模块选用了zlg7289bp键盘显示管理芯片。该芯片可以同时管理8个数码管和64个按键，采用spi总线接口，便于进行级联。系统设计还有rs-232串行通讯接口，可以上传下传数据，进行遥控遥测。

6.软件实现

本装置主要是实现按实时无功来控制电容器的投切，具体软件流程图如3 所示

图3 控制器软件流程示意简图

6.1 功能实现。

软件必须做到以下功能：采集数据并传给cpu，然后进行算法运算并处理，发控

制命令，另外还必须有显示，通信的功能。

本装置控制器的软件通过汇编和c语言混合编程实现了以下功能：

1) 采集调理后信号，计算出线路电压、电流、功率因数、有功、无功。

2) 通过继电器控制真空接触器可按照无功的实时情况对补偿电容进行合理控制。控制器还具有过压、欠压、过流、速断、10min、动作次数、缺相等保护;

3) 提供准确的时钟，并能存储必要的电量数据。

4) 数码管显示电量数据，并可通过按键调整参数。

5) 通过rs-232串口通信模块实现通信。通过无线通信能调出控制器中的实时数据和历史数据。其中历史数据包括近两个月的整点数据和近100次的动作记录。

6.2 算法实现

(1) 运算算法

运算算法结构如图4 所示。

图4 信息来源:

控制器只采集线路上的一个线电压和一个相电流来对线路的电压、电流、有功功率、无功功率以及功率因数进行计算。电压和电流的有效值由cs5460进行硬件计算。在线路的电压和电流都为三相对称的情况下，系统的无功功率为其中φ为功率因数角。又因为 比 超前900，幅值相差 倍，所以可得

由上式可知，只要采集ucb和ia，并将它们送入cs5460里，按照有功功率的方法进行计算，再乘以 ，就得到实际线路的无功功率。有了无功功率，就可以求出系统的有功功率为功率因数为φ角的正负由无功功率的正负来判断，当q>0时，φ>0，负载为感性;当q

(2) 保护算法

保护算法如图5所示，程序按顺序依次判断是否执行各保护。其中，过流保护和过流速断保护判断的是电容器的电流，当电容器中任一相电流超过保护设定值时，即启动保护。 信息请登陆:输配电设备网

过压保护和欠压保护以过压值和欠压值来判断是否需要启动保护。缺相保护是判断当有一相电容器电流为零时，就启动保护。当电容器进入保护状态时，装置推出控制。其中过流和缺相保护还设置了保护位，当保护位被人工清除时，装置才可重新进入控制状态。

图5 保护算法

第4篇：动态无功补偿范文

关键词:动态无功补偿;无功补偿装置;PWM技术;调容装置;并联电容器

中图分类号:TM714 文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)10-0022-02

目前电力系统中常用的无功补偿设备主要有机械投切电容器装置(MSC)、晶闸管投切电容器装置(TSC)、晶闸管控制电抗器与固定电容器(TCR+FC)以及新兴的静止无功发生器(SVG)。MSC和TSC分别采用机械断路器和晶闸管分组投切电容器,调节电容有级差;TCR+FC通过调整晶闸管触发角的大小,改变补偿电抗器所吸收的无功分量来改变固定电容器组发出的无功,属于间接调节电容,经济效益相对较差;SVG属于有源方式,虽然被普遍认为是目前无功补偿技术发展的主要趋势,但是它的控制器设计复杂,成本昂贵,目前应用很少。因此,并联电容器连续调容更有利于电力系统进行动态无功功率补偿。

一、PWM技术原理

PWM连续调节电容的原理如图1所示,其中电阻R和电感L是线路的电感和阻尼电阻,pulse1和pulse2是PWM发生器产生的二脉波PWM脉冲,控制k1和k2的开关来投切C1和C2。

图1PWM连续调节电容原理

k1和k2互补动作,pulse1的宽度为Δt1,pulse2的宽度为Δt2,Δt1与Δt2之和Δt保持恒定,Δt1与Δt的比值为pulse1的占空k。根据PWM控制面积等效原理,即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果即环节的输出响应波形基本相同。在Δt1时间内投入的电容C1与在Δt时间内投入的等效电容C对整个电路的作用效果相同,在1个脉冲周期Δt1和Δt2时间内分别投入C1和C2,与在Δt时间内投入等效电容C对整个电路的作用效果相同。调节脉冲占空比k可调节投入电路的等效电容,理论推导如下:

当Δt很小时,由于电感L的存在使得流过电容C1和C2的瞬时电流与流过电感的瞬时电流值相等设为I,在Δt时间内k1导通,根据等面积原理在Δt1内流过C1的等效电流为I1=I・■;C1两端电压大小为U1=■;流过C2的等效电流为I2=I・■;C2两端电压大小为U2=■;则等效电容C两端的电压为U0=U1・■+U2・■。整理得C=■。其中以k为变量对C求导,则当k等于C1/(C1+C2)时C的最大值为C1+C2,即等效电容的值可在C1和C2之间连续变化。

二、PWM连续调容应用特性

从理论上,占空比k可以在(0,1)之间连续变化,但实际应用中开关器件多选用IGBT、POW-ERMOSFET、GTO等电力电子器件,其开关频率及耐冲击电压受到限制,此外综合考虑电路中电感、电容的耐压能力,应合理控制k的变化,选择适当的C1与C2的比值。电路电感L、开关k1、k2、C1、C2所承受的最大电压与占空比k的数学关系分析如下:

(一)电容两端的电压与k之间的关系

流过电感的连续电流为I=U/Z;其中Z=■;将C=■代入可得:

(1)

接着代入C1两端电压U1,可得表达式:

(2)

同理,代入C2两端电压U2,可得表达式:

(3)

(二)开关与电感电压之间的关系

开关k1、k2及电感L两端的电压开关k1、k2导通在开通关断瞬间承受的冲击电压为作用在两电容间的电压差即:Uk=U2-U1。整理可得:

(4)

将UL1、UL2表达式整理可得:

(5)

(6)

三、应用MATLAB建模仿真分析

用MATLAB建立的仿真模型如图2所示:

图2 MATLAB仿真模型

其中,理想交流电源u=Usinωt,ω=100π,U为141.4V,脉冲的周期Δt为0.01ms,即开关的频率为100k,电阻R为0.1Ω,电感L为2.02mH,电容C1为100μF,C2为200μF。改变占空比k及C1、C2的值进行计算,分别代入上面所述的表达式,可得等效电容理论值C为240.96μF。

各电压值分别为U1=35.79V、U2=161.06V、Uk=125.27V、UL1=16.06V、UL2=19.73V。应用MATLB中SimPowerSystems仿真分析得,稳态时电流波形如图3所示,电容C1两端电压波形如图4所示:

图3 电流I波形示意图

图4 电容C1两端电压波形示意图

测得电流I=10.86A,则测得电路中总阻抗Z=141.4/11.244,而等效电容和电路的总阻抗满足式(11),代入C1、C2、L可测得等效电容为240.957μF,各电压最值分别为U1=35.83V、U2=161.05V、Uk=125.31V、UL1=105.90V、UL2=19.645V。

占空比k取不同值时,理论计算值结果与仿真实测值比较见表1、表2:

表1各变量的理论计算值

表2各变量的仿真测量值

四、结语

仿真结果及理论计算表明,随着k的增大电流I和等效电容C逐渐增大,当k增加到C1/(C1+C2)时,C有极大值,然后逐渐减小。U1逐渐增大,U2先增大后减小,Uk、UL1、UL2与C变化趋势相同。本文采用PWM技术控制两组电容器的投切使其在一个周期内投入系统的电容连续变化,从而减小补偿电容器组的级差及补偿电容器的数量,使投入电路中的等效电容连续变化。该方法克服了目前无功补偿装置中分组投切电容器时电容有级差的缺点,同时减少了补偿所需电容器组的数量。

参考文献

[1]黄志刚,张麟征.改进静止无功发生器系统的模型控制及仿真[J].电机与控制学报,1998,(3).

[2]王兆安,杨君,刘进军.谐波抑止和无功功率补偿[M].北京:机械工业出版社,2001.

第5篇：动态无功补偿范文

关键词：动态无功补偿；电压稳定；220kV 应用；配置

前言：随着我国国民经济的迅速发展，全社会的用电量在不断增加，电网运行的经济性日益受到重视。降低损耗，提高电力系统运行的经济性是电力系统所面临的一个实际问题。动态无功补偿是电力系统经济运行研究的一个重要方面。

1.动态无功补偿装置的工作原理

动态无功补偿装置应用于电力系统中对系统产生的影响有以下几个方面：

1.1 增强系统的暂态稳定性。

动态无功补偿装置安装在中长距离输电线路中点处可以改善系统的暂态稳定性，它的P-δ特性曲线给故障后的电机所提供的减速面积和暂态裕量比没有补偿的情况下要大。

1.2 很好的支持系统电压，以防止电压崩溃。

在系统发生故障或者负荷电流（尤其是无功电流）急剧增大的瞬间，动态无功补偿装置能够对系统进行瞬时的无功补偿来支撑电压以抑制电压崩溃的趋势，使得电压更加稳定。

1.3 有效的阻尼系统振荡。

动态无功补偿装置可以用很高的速度平滑地调节无功和电压，具有调制状态工作的能力。它可以在一个与工频50Hz不同的频率下作适当的浮动，如果浮动与系统摇摆或振荡频率相同而相位相反的话，那么就可以增大系统的阻尼而抑制振荡。

1.4 补偿不平衡负荷。

负荷不平衡时，动态无功补偿装置不平衡控制策略可以补偿系统使供电电流变成三相平衡，能够使单相负荷变成三相平衡负荷而没有无功分量。

1.5 抑制负荷侧电压波动 和闪变，校正功率因数。

动态无功补偿装置也有其自身的弱点，它是阻抗型补偿，随着电压的降低其无功输出也会与电压成平方关系降低，若采用基于电压源逆变器的STATCOM将会取得更好的效果。

2.220kV变电站无功补偿配置

同时变电站站内若配置大量的无功补偿设备，不仅会影响到变电站的整体投资费用，而且在部分土地紧张的情况下大幅增加了站内电气布置的难度，还可能引起设备的利用率偏低的问题，增加了电网维护的工作量和成本。因此选择合理的无功补偿方案对于变电站的建设和电网运行都具有很重要的意义。

目前220kV系统的日电压波动比较大，而且很多变电站所带负荷具有一定的冲击性，使得低压电网电压波动比较大，因此电能质量达不到国家的标准，甚至可能会影响部分企业的正常生产。

根据《电力系统电压和无功电力技术导则》相关规定，220KV及以下电压等级的变电站中，应根据需要配置相对应的无功补偿设备，其容量可按变压器容量的10%~30%确定，在主变压器最大负荷时，它的二次侧出线功率因数应不小于0.95~1.0。但是对于220kV变电站一次侧并没有提出具体的要求，需结合电网的性质进行具体的分析研究来确定

2.1 220kV电网的无功损耗主要包括输电线路的无功损耗和主编的无功损耗这两部分。

2.1.1 输电线路的无功损耗

运行中的输电线路，既是无功负荷也是无功电源。其线路无功损耗是系统无功损耗的一个重要组成部分，同时线路充电率也是系统无功的重要来源之一。线路产生的无功电压与运行电压的平方成正比，消耗的无功电压与其导线内通过电流的平方成正比。

2.1.2 主变的无功损耗

220kV主变损耗是220kV变电站无功补偿容量配置中的重要影响因素，变压器的无功补偿损耗随着负载率的增大而增加。

2.2 无功配置方案

2.2.1 无功补偿分组容量选择

根据《电力系统设计手册》的相关要求，并结合各地电网特点来设置。例如某地220kV采用无载调压方式，无功补偿设备配置在35kV一侧，35kV侧都带负载，因此在要求主变容量不大于240MVA的情况下，单组无功补偿设备的容量小于或等于20Mvar。主变容量为300MVA时，单组无功补偿设备的容量小于或等于25Mvar.为给运行留有余地并简化分组容量，有条件下变电站配置的单组电容器容量可在10Mvar~20Mvar之间。

2.2.2 各侧功率因数要求

在不考虑线路影响的情况下，变电站无功平衡的相关分析表明，在中低压侧功率因数是0.95的情况下，只考虑220kV主变损耗，要是要求220kV变电站高压侧功率因数补偿到0.98，则要求变压器配置的电容器补偿容量约为其主变容量的15.0~16.8%：要是要求220kV变电站高压侧功率因数补偿到0.99，那么必须要求变压器被制的电容器补偿容量约为其主变容量的18.9%~20.7。

不倒送无功到系统的情况下，220kV变电站的高压侧功率因数要补偿到0.98所要求的补偿容量，在主变负载率达到其设计的高峰负载率的50%左右时，所配置的电容器就可以全部投入。

220kV变电站高压侧功率因数补偿到0.99所要求的补偿容量，则需要在主变负载率达到设计高峰负载率的70%以上时，所配置的电容器才可以全部投入。

2.2.3 相关配置设计

变电站，根据以上分析得出，对于进线采用全架空形式的终端变电站，主要是对其变压器的无功损耗的中低压侧的负荷功率因数进行补偿。

对于进线采用全电缆或是电缆架空形式的终端站，结合电缆部分线路的充电功率进行统一的考虑，在配置合适的电抗器的基础之上，考虑相应的电容器的补偿，总电器容量不宜超过其主变容量的五分之一。

一般中间变电站的中电容器补偿容量应为主变容量的五分之一左右。另外，为了给电网运行留有足够的无功功率调节的裕度，部分有条件和需求的变电站可考虑配置约相当于主变容量四分之一左右的电容器。

第6篇：动态无功补偿范文

关键词：变电所；动态；无功补偿；功率因素

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.256

1 概述

北宿煤矿35kV变电所于1997年5月开始建设，1998年3月竣工，2000年4月15日正式投入使用，一回路电源线路（罗北线）来自罗厂区域220kV变电所，另一回路（南北线）来自南屯矿35KV变电所。35kV变电所主接线采用双母线结构分列运行，6kV母线为单母线分段，两段母线上分别安装有两台2400Kvar的电容器，靠人工投入或切除来实现无功功率的补偿。因原有电容器使用时间长、设备老化，不能实现动态无功补偿。

正常运行方式：35kV两段母线分列运行。6kV母线为单母线分段，罗北线带一段母线带2#主变运行。南北线带二段母线带1#主变备用。

2 存在的问题

北宿煤矿35kV变电所的主变容量为一台12500kVA、一台8000kVA，运行时最大负荷可达7500kVA，最小负荷 1500kVA，采用静态补偿，人工切换。静态补偿在电网并联电容器时，采取延时投切方式将电容器并联至电网中，对电网的无功功率进行补偿。这种补偿方式一般通过传统的专用接触器动作，静态补偿的接触器具有抑制电容器涌流的作用，同时静态补偿还能防止接触器过于频繁动作而损坏电容器，防止电容器不停地投切导致供电系统振荡。并且如果由于人工操作不及时或补偿量投入不当，会出现欠补或过补的问题。由于系统补偿不稳定，导致电压质量也不稳定，影响设备的正常使用。

对中压无功补偿系统的设备进行更换，对控制方式进行改善，将老化设备更换成较为先进的设备，将无功控制方式改造为自动无功补偿方式，以确保变电站的安全运行，并改善变电站的供电质量，提高系统的功率因素，显得尤为重要。

3 无功自动补偿系统技术改造

3.1 实现的技术要求

（1）装置采用先进的全控型IGBT，开关频率不低于500Hz。

（2）功率单元采用模块化的结构设计，使功率模块结构紧凑。

（3）每个功率模块预留模块测试端口，使得调试、维修方便。

（4）直流电容选用薄膜电力电容，并集成于每个功率模块内部。

（5）具有完善的保护功能和友好的人机界面。

（6）同时具有RS485和以太网接口，可远程监控设备运行，并记录运行数据。

（7）冷却方式采用强迫风冷。

（8）SVG本体采用单面维护和巡视，具备紧急停机按钮功能。

3.2 主要技术参数

（1）功率因数补偿。6kV母线进线点的功率因数值不低于0.95。

（2）输出容量。成套装置可实现总无功从-4Mvar（容性）～+8Mvar（感性）范围内平滑连续的快速调节。

（3）响应时间。成套装置可动态跟踪电网电压变化及负载变化，并根据变化情况动态调节无功输出，实现高功率因数运行。动态响应时间不大于5ms。

（4）过载能力。SVG应具有1.1倍过载应能连续运行，1.2倍过载运行时间不低于10秒，并提供过载能力的型式试验报告证明。

（5）谐波特性。SVG动态补偿装置额定功率下THDi≤3%；

（6）运行效率。装置运行过程中，SVG动态补偿装置总有功损耗不大于装置输出容量的1%。

3.3 确定项目配置方案

根据项目要求，以达到项目实施目的，实现变电站的自动无功补偿方式，项目设备配置如下：

电容器：型号BFM6.6√3-100-1W，总计3000 kvar，每段1500 kvar。

进线开关：KG8-12型控制开关柜两台，每段一台。

电容器投切真空开关：型号ZN12-12/630-12.5，总计6台，每段3台。

串联电抗器：型号CKDG-1/6-6，总计18台，每段各9台。

补偿控制器：型号GWk-1，一台。

电容微机保护：型号DSB2040，8套，每段各4套。

放电线圈：型号JDZ-6，24只，每段12只。

避雷器：型号HY5WR―10/27，6只，每段3只。

电力电缆：型号YJV6000-3×50，共100米。

4 关键技术与创新点

4.1 快速响应能力

采用了先进的算法，动态补偿电网无功功率的暂态响应时间为1ms。

4.2 高度的可靠性

具有输出过电流、直流侧过电压、直流侧欠电压、交流侧过电流、交流侧过电压、IGBT死区保护以及IGBT综合保护等多种保护功能，确保在系统或设备出现运行异常时，可靠地使设备退出运行或保护系统及设备。

4.3 大容量的补偿能力

做到不受限制地进行并柜扩容，使得对大容量谐波的补偿成为可能，并且大大降低了成本。

4.4 简单的操作方法和结构

操作简单，只需与负荷并联入系统，无需进行其他的操作。内部结构简洁，变流器为模块化结构，易于安装和维护，接入系统后，无需人工干预即可正常运行。

5 应用效果

（1）供电电能质量大幅度提高，电压稳定，电流谐波减少。

第7篇：动态无功补偿范文

关键词:无功功率 功率因数 动态 谐波

中图分类号:TM1文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2010)06-031-02

一个理想的配电系统,电能质量指标总是以某一恒定的频率值和电压值来表示,并以此向用户供电。但在当今现代企业和运输部门中,非线性电力负荷大量增加,特别是随着电力电子技术的发展,晶闸管整流和换流技术得到广泛的应用,如:矿山、钢结构加工、冶金等企业大量使用晶闸管整流电源,工业生产中大量使用变频调速装置,电气化铁路中采用交流单相整流供电机车,高压大容量直流输电中的换流站等均属于非线性电力负荷。此外电网中大量运行的变压器,也是重要的非线性负荷。

海工青岛基地每年18万结构吨的钢材加工能力,产品覆盖中国各海域的浅、深水油气田工程设施制造,并辐射澳洲、东南亚、中东、西非、南美等市场。基地内生产用焊接电焊机几千台,对低压配电系统电容补偿及谐波抑制装置提出了一定要求。结合生产情况,在无功补偿装置的选型上,各分变电所选用了TSC系列动态补偿装置,角星接线方式互补、动态跟踪低压系统进线电流值,在近年生产实际使用中起到了良好的效果。

1无功功率(ReactivePower)

在交流电路中,由电源供给负载的电功率有两种:一种是有功功率,另一种是无功功率。

有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。

无功功率比较抽象,它是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯,除需40多瓦有功功率(镇流器也消耗部分有功功率)来发光外,还需80乏左右的无功功率供镇流器线圈建立交变磁场用。由于它不对外作功,才被称之为“无功”。

无功功率决不是无用功率,它的用处很大。在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。如果配电系统中无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场。那么,这些用电设备就不能维持在额定工况下工作,端电压下降,从而影响设备正常运行。

由发电机和高压输电线供给的无功功率,远远满足不了负荷的需求,所以在配电系统中设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户设备对无功功率的需求,这样用电设备才能在额定电压下工作。

2功率因数P.F.(PowerFactor)

配电系统中电力负荷如电动机、变压器等,属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差,通常用相位角 的余弦cos 表示。cos 称为功率因数,又叫力率。功率因数是反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标。三相功率因数的计算公式为:

式中cos ――功率因数

P――有功功率(kW)

U――用电设备的额定电压(V)

I――用电设备的运行电流(A)

功率因数分为自然功率因数、瞬时功率因数和加权平均功率因数。

3 TSC系列动态补偿装置技术特点

TSC系列可控硅动态无功功率补偿器采用人工智能控制,由控制器、可控硅、电容器、电抗器、保护元件组成。控制器实时跟踪测量负荷的功率因数和无功电流,与预先设定的给定值进行比较,动态控制不同组数电容器的快速无过渡投切。克服了传统无功功率补偿器因采用机械开关而造成的触点烧结、对电容冲击大等缺点,对各种负荷均能起到良好的补偿效果。

3.1TSC可控硅动态无功功率补偿器

采用大功率可控硅组成的无触点开关,对多级电容器组进行无触点、无涌流、无过渡投切。能根据负荷无功功率的大小及功率因数的实际运行水平自动投切,动态补偿无功功率,响应速度小于20ms,保证系统功率因数在0.9以上,抑制谐波,改善电压质量,减少线路损耗,提高电气设备工作效率。

适合于三相对称性负荷的实时功率因数补偿,对三相负荷进行跟踪补偿;触发采用光电触发方式,实现一次系统和二次系统隔离,解决谐波干扰问题,高可靠性,控制简单;系统电流过零投切,电容投切过程中无涌流冲击、无操作过电压、无电弧重燃现象。

3.2谐波抑制

动态抑制系统谐波,针对电力系统谐波源影响,采用光触发控制和谐波抑制技术,安全运行。控制器、电抗器、驱动器特殊设计,选用串联电抗器,从根本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。

3.3控制器

全数字化、液晶显示,具有联网通讯功能,控制具有高可靠性,操作简单,有良好的人机界面。与系统连接时,不需考虑交流系统相序,不会因为相序接错而带来烧坏可控硅或其他器件的现象;正面柜门上显示,不用开门即可进行控制器参数设置、调整,保护操作人员人身安全。

3.3保护元件

保护措施齐全,自动化程度高,能在外部故障或停电时自动退出工作,送电后能自动恢复运行,设有过压、欠压、过流等保护。

3.4电容器

电容器选择具有良好的自愈性和耐涌流能力质量可靠产品,可在1.1倍的额定电压下长期运行,在1.3倍的额定电流下长期运行。相对电容选型问题上,选进口优质品牌产品较好。

3.5电抗器

TSC可控硅动态无功功率补偿器配置专用电抗器,干式铁芯结构,保证补偿装置投入运行后,投切电容器时不会与系统发生谐振,能降低电容器组的合闸涌流及避免电容器组产生谐波放大现象,同时避免造成电容器运行电压高,分闸时较易产生过电压。

3.6强迫风冷系统

为了降低柜内温度,保证元件可靠工作,配备强迫风冷系统,自动监测运行,高温时自启动,低温时处于休眠状态。

4无功补偿对企业的好处

首先,提高了功率因数,获得优惠电费价格,至少可避免被罚款。其次,降低了企业的用电量。第三,在系统内电压一定情况下,降低了视在电流。第四,提高系统变压器的使用裕度。第五,提高系统内电压数值。综合上述原因,对企业整体而言,进行无功补偿有相对直接的经济效益。

5电容补偿装置在运行应注意的问题

5.1环境温度

电容补偿装置周围环境的温度不可太高,也不可太低。如果环境温度太高,电容装置工作时产生的热量散不出去;而如果环境温度太低,电容可能会冻结导致击穿。

5.2工作温度

工作时温度不宜过高,否则会引起热击穿,或是引起鼓肚现象,导致电容损坏。

5.3工作电流与谐波问题

谐波的电流对电容器非常有害,极易引起电容击穿引起相间短路。必要时,应在电容器上串联适当感性电抗,限制谐波电流。

5.4运行中的放电声

电容补偿装置在运行时,一般是没有声音的,但有时也会例外。造成声音的原因大致有以下几种:套管放电、油浸电容缺油放电、脱焊放电、接地不良放电。

5.5爆炸问题

多组电容器并联运行时,击穿引起短路有可能引起电容爆炸,应采取适当保护措施及注意实际应用中接线方式选择。

6小结与建议

(1)用户配电系统采用电容补偿装置提高功率因数,能减少电能损失,降低电压损失,有效提高变配电设备利用率。

(2)在电容补偿装置选择上应根据工况负荷环境进行配置,及时与设计生产单位沟通元件配置参数比例,对特殊用电环境应采取有效措施,以期在投用中起到良好效果。

(3)根据实际容量配置需求,选择适当的接线方式。

参考文献:

第8篇：动态无功补偿范文

关键词：配电系统；动态无功补偿装置

一、配电系统中的动态无功补偿装置

无功功率补偿，简称无功补偿，在电力供电系统中起到提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网供电质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统的电压波动，谐波增大等诸多不利于电网安全运行的因素。无功补偿分动态和静态两种方式。静态无功补偿是根据负载情况安装固定容量的补偿电容或补偿电感，动态补偿是根据负载的感性或容性变化随时的切换补偿电容容量或电感量进行补偿。一般的补偿是有级的,是按组来进行投切的。但是有的负载,其工作时无功的变化量非常大,且速度非常快,可以达到毫秒级，如电焊机，一个工作周期才0.2秒左右，其间还有几十秒的半负荷及几十秒的停顿，而无功在工作时也是不规则的快速改变着。象这样的负载采用常用的无功补偿装置是无法实现的，只能用“动态”补偿。

所谓“动态”即快速性、实时性，一是补偿速度一定要快；二是用电负载需要多少无功，补偿装置就补偿多少无功。这是动态补偿的两个基本特征。但不是非得两个都具备才是动态补偿，有的负载虽然无功变化快，但是无功量的改变是固定的，此时用速度快的无功补偿也可以办到，也就是说这个动态补偿强调的单单是迅速。

动态无功补偿装置由高压开关柜(包括高压熔断器、隔离开关、电流互感器、继电保护、测量和指示部分等)、并联电容器、串联电抗器、放电线圈(或者电压互感器)、氧化锌避雷器、支柱绝缘子、框架等构成。

无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型。功率因数型这种控制方式也是很传统的方式，采样、控制也都较容易实现。无功功率（无功电流）型的控制器较完善的解决了功率因数型的缺陷，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定性及检测及补偿效果。用于动态补偿的控制器要求就更高了，一般是与触发脉冲形成电路一并考虑的，要求控制器抗干扰能力强，运算速度快，更重要的是有很好的完成动态补偿功能。

二、动态无功补偿装置最优利用方法与原理功能

配电线路无功补偿即通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。线路补偿点不宜过多，一般不采用分组投切控制；补偿容量也不宜过大，避免出现过补偿现象；保护措施也要一切从简，可采用熔断器或者避雷器作为过流和过压保护。线路补偿方式这种方式具有投资小、回收快、便于管理和维护等优点，适用于功率因数低、负荷重的长线路。

在低压三相四线制的城市居民和农网供电系统中：由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用，并且负荷大小不同和用电时间的不同。所以，电网中三相间的不平衡电流是客观存在的，并且这种用电不平衡状况无规律性，也无法事先预知。导致了低压供电系统三相负载的长期性不平衡。对于三相不平衡电流，电力部门除了尽量合理地分配负荷之外几乎没有什么行之有效的解决办法。

调整不平衡电流无功补偿装置，有效地解决了这个难题，该装置具有在补偿线路无功的同时调整不平衡有功电流的作用。其理论结果可使三相功率因数均补偿至1，三相电流调整至平衡。实际应用表明，可使三相功率因数补偿到0.95以上，使不平衡电流调整到变压器额定电流的10%以内。

无功补偿的具体实现方式：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。

三、在配电系统中动态无功补偿与静态补偿区别

（一）前者表示靠无功控制器根据线路力率情况自动投、切补偿量，以确保功率因数基本恒定于某一设定值附近；后者表示手动投入固定值补偿量，不随线路力率情况改变补偿量，此类方式除非补偿量刚好合当，功率因数才会达标，否则，不论补偿量过小或过大，功率因数均偏小。

（二）动态无功补偿的定义是这种响应动作时间小于1S，一般是通过可控硅投切电容组TSC、可控电抗器调节无功TCR型SVC或利用IGBT器件调节的静止性无功发生装置SVG等来实现。静态补偿可以是固定的通过隔离开关或熔断器断电后进行人工调节的装置，也指响应时间大于1S的自动投切装置，如接触器投切电容组的方式。

四、应用

（一）SLTF型低压无功动态补偿装置：适用于交流50Hz、额定电压在660V以下，负载功率变化较大，对电压波动和功率因数有较高要求的电力、汽车、石油、化工、冶金、铁路、港口、煤矿、油田等行业。安装环境：周围介质无爆炸及易燃危险、无足以损坏绝缘及腐蚀金属的气体、无导电尘埃。无剧烈震动和颠簸，安装倾斜度

（二）SHFC型高压无功自动补偿装置：适用于6kV～10kV变电站，可在I段和II段母线上任意配置1～4组电容器，适应变电站的各种运行方式。技术特征：电压优先，按电压质量要求自动投切电容器，使母线电压始终处于规定范围。

（三）WDB-K型低压无功动态补偿装置：采用大功率晶闸管投切开关，控制器可根据系统电压，无功功率、两相准则控制晶闸管开关对多级电容组进行快速投切。晶闸管开关采用过零触发方式，可实现电容器无涌流无冲击投入，达到稳定系统电压，补偿电网无功、改善功率因数、提高变压器承载能力的目的。可广泛应用于电力、冶金、石油、港口、化工、建材等工矿企业及小区配电系统。安装环境：无易燃、易爆、化学腐蚀、水淹及剧烈振动场所。具有过流、过压、欠压、温度超限多种保护。装置能在外部故障和停电时自动退出运行，送电后自动恢复的功能。

总之，以现在的经济发展与科学前景来说，配电系统中的动态无功补偿装置技术还不太成熟，但是发展前景可观，有很大的利用价值，性价比高。

参考文献：

第9篇：动态无功补偿范文

【关键词】无功动态补偿 谐波抑制 技术 油田 配电网 应用 分析

在当前技术条件支持下，各类型油田机械化采油所应用的抽油机设备大多表现为游梁式结构，此种抽油机设备在实际运行过程中导致能源的大量消耗，特别是对于电能的消耗，更是占到了整个油田建设电能消耗的2/5比例左右。与此同时，与之相对应的负载周期性变化特点导致配电网所对应的功率因素始终维持在低水平区域（0.2～0.4），损耗问题不容忽视。基于对以上问题的分析，不难发现：如何在油田配电网中，通过应用各种技术手段，解决上述问题，提高油田配电网运行经济性与安全性，是至关重要的。本文试对其作详细分析与说明。

1 油田配电网无功动态补偿及谐波抑制系统整体结构分析

在现代电力电子技术不断发展的支持作用之下，无功动态补偿技术开始广泛应用于配电网无功补偿过程当中。通过将其与传统意义上固定容量补偿技术的综合比较发现：此项技术能够以不对谐波进行放大为前提，保障对整个油田配电网系统无功需求量数据变化进行动态且及时的跟踪，按照此种方式来确定电容值的投入数据，实现真正意义上的无功补偿。基于以上分析，可得出：无功动态补偿技术的应用能够有效解决油田配电网中所存在的无功功率过渡补偿问题，避免在配电网正常运行状态下出现过电压现象，对补偿效果产生不利的影响。特别是结合油田配电网所处运行环境的特殊性因素来看（即油田配电网各个节点位置所对应的负荷指标变化并无既定规律），在应用无功动态补偿技术的过程当中，能够获取明显优于传统固定容量补偿技术的补偿效果，同时还可以兼顾对谐波的有效抑制。整个系统的基本结构示意图如下图所示（见图1）。其基本工作原理在于：智能控制器设备针对整个油田配电网系统中的无功功率需求量进行动态跟踪与监测，同时借助于固态继电气设备实现对电容器分组投切动作的有效控制，在此基础之上每组串联关系下的电抗器装置作为谐波抑制设备，实现无功动态补偿。

2 无功动态补偿及谐波抑制技术在油田配电网中的应用分析

基于对图1中相关设备及其运行关系的分析，笔者现从智能控制器设备、执行元件设备（指固态继电气及电容器设备）以及谐波抑制这几个方面入手，针对油田配电网中无功动态补偿以及谐波抑制技术的应用情况做详细研究与说明。

（1）首先，从智能控制器设备的应用角度上来说，对于该项设备单片机的选取应当满足高性能与低电压这两个方面的特点，同时整个单片机器件应当保障储存性能的有效性，能够适应油田配电网下结构复杂的控制场合。从实践应用的角度上来说，为最大限度的避免油田配电网中高次谐波可能对后期电容分组投切动作判据产生干扰性因素影响，三相TV/TA应当分别针对既有工作电流指标及工作电压指标进行交流转化，建立在交流采样的基础之上获取整个油田配电网的无功需求量数据。需要特别注意的一点是：智能控制器设备能够基于对上述无功需求量数据的获取，实现对油田配电网无功补偿量的可靠性控制。

（2）其次，从执行元件设备的应用角度上来说，固态继电器设备应当具备：工作性能可靠、干扰小、动作响应速度快、兼容性强等多个方面的应用特点。与此同时，为保障电容器分组投切动作的时效性，电容器器件的选取应当尽量优选交流过零导通性元件。进一步从实践应用的角度上来说：在智能控制器设备面向整个系统发出动作执行指令的基础之上，晶闸管所对应阴阳极电压过零将处于接通状态，同时电流过零将处于断开状态。通过此种方式能够有效防止在电容器设备投切过程中可能造成的过渡投切问题，也能够通过对涌流现象的避免，提高整个油田配电网运行系统的有效使用寿命。

（3）再次，从谐波抑制的应用角度上来说，要想最大限度的抑制谐波，首要明确的是油田配电网产生谐波污染的机制与最主要原因，其在于：大量基于电力电子器件的非线性节能设备应用于油田配电网运行过程当中，再受到并联电容器组的不合理投入因素影响，致使整个油田配电网的运行谐波污染问题严重，不仅导致电容器出现损坏问题，同时也存在致使整个油田配电网系统发生畸变的安全隐患。为此，需要针对谐波进行有效抑制，同时严格防止谐波产生放大作用。最为有效的实施方案在于：在上述整个控制系统当中，通过电抗器设备与电容器设备串联连接的方式构成滤波器，将与之相对应的电抗率指标设定为6%，从而保障其在整个油田配电网运行下相对于基波频率呈现出容性状态，与此同时，还能够发挥高次谐波工作效用，防止电容器设备出现谐波过电流问题，综合优势显著。

3 结束语

通过本文以上分析认识到：配电网作为油田基础设施建设中的重要组成部分，直接关系着油田生产质量的实现以及生产建设的持续性，有着重要意义。采取无功动态补偿以及谐波抑制方式，对提高配电网运行质量极为关键。总而言之，本文针对有关无功动态补偿及谐波抑制技术在油田配电网应用中所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。

参考文献

[1] 丁晓群，王宽，王斌等.主馈线和分支线路相结合的配电网无功补偿[J].电力自动化设备，2006，26（4）：11-14，86

[2] 余健明，杜刚，姚李孝，等.结合灵敏度分析的遗传算法应用于配电网无功补偿优化规划[J].电网技术，2002，26（7）：46-49