【導(dǎo)讀】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(shí)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(chǎng)，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(yùn)行。
一、功率的概念
功率（英語：power）是單位時(shí)間內(nèi)做功的大小或能量轉(zhuǎn)換的大小。
1、視在功率：視在功率是指發(fā)電機(jī)發(fā)出的總功率，其中可以分為有功部分和無功部分。
2、有功功率：有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量（機(jī)械能、光能、熱能）的電功率。
3、無功功率：是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率，它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊７彩怯须姶啪€圈的電氣設(shè)備，建立磁場(chǎng)，就要消耗無功功率。無功功率不做功，但要保證有功功率的傳導(dǎo)必須先滿足電網(wǎng)的無功功率。
二、需要無功補(bǔ)償?shù)脑?/div>
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(shí)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(chǎng)，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(yùn)行。
但是從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補(bǔ)償裝置來補(bǔ)充無功功率，以保證用戶對(duì)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(bǔ)償是把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換，這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補(bǔ)償。
三、無功補(bǔ)償?shù)囊话惴椒?/div>
無功補(bǔ)償通常采用的方法主要有3種：低壓個(gè)別補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償。下面簡(jiǎn)單介紹3種補(bǔ)償方式的適用范圍及使用該種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點(diǎn)。
1、低壓個(gè)別補(bǔ)償
低壓個(gè)別補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器，通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且連接運(yùn)行（如大中型異步電動(dòng)機(jī)）的無功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無功為主。低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停動(dòng)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出，因此不會(huì)造成無功倒送，具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。
2、低壓集中補(bǔ)償
低壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓開關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)，以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線上的無功負(fù)荷而直接控制電容器的投切，電容器的投切是整組進(jìn)行，做不到平滑的調(diào)節(jié)。低壓補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，使無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無功補(bǔ)償中常用的手段之一。
3、高壓集中補(bǔ)償
高壓集中補(bǔ)償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10KV高壓母線上的補(bǔ)償方式。適用于用戶遠(yuǎn)離變電所在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負(fù)荷時(shí)，可以減少對(duì)電力系統(tǒng)無功的消耗并可以起到一定的補(bǔ)償作用；補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，補(bǔ)償效益高。
四、無功補(bǔ)償裝置的分類
從補(bǔ)償?shù)姆秶鷦澐挚梢苑譃樨?fù)荷補(bǔ)償與線路補(bǔ)償，從補(bǔ)償?shù)男再|(zhì)劃分可以分為感性與容性補(bǔ)償。下面將并聯(lián)容性補(bǔ)償?shù)姆椒ù笾铝信e：
1、同步調(diào)相機(jī)
調(diào)相機(jī)的基本原理與同步發(fā)電機(jī)沒有區(qū)別，它只輸出無功電流。因?yàn)椴话l(fā)電，因此不需要原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，沒有啟動(dòng)電機(jī)的調(diào)相機(jī)沒有軸伸，實(shí)質(zhì)就是相當(dāng)于一臺(tái)在電網(wǎng)中空轉(zhuǎn)的同步發(fā)電機(jī)。
調(diào)相機(jī)是電網(wǎng)中最早使用的無功補(bǔ)償裝置，當(dāng)增加激磁電流時(shí)，其輸出的容性無功電流增大。當(dāng)減少激磁電流時(shí)，其輸出的容性無功電流減少。當(dāng)激磁電場(chǎng)減少到一定程度時(shí)，輸出無功電流為零，只有很小的有功電流用于彌補(bǔ)調(diào)相機(jī)的損耗，當(dāng)激磁電流進(jìn)一步減少時(shí)，輸出感性無功電流。
調(diào)相機(jī)容量大、對(duì)諧波不敏感，并且具有當(dāng)電網(wǎng)電壓下降時(shí)輸出無功電流自動(dòng)增加的特點(diǎn)，因此調(diào)相機(jī)對(duì)于電網(wǎng)的無功安全具有不可替代的作用。
由于調(diào)相機(jī)的價(jià)格高、效率低，運(yùn)行成本高，因此已經(jīng)逐漸被并聯(lián)電容器所替代。但是近年來出于對(duì)電網(wǎng)無功安全的重視，一些人主張重新啟用調(diào)相機(jī)。
2、并聯(lián)電容器
并聯(lián)電容器是目前最主要的無功補(bǔ)償方法。其主要特點(diǎn)是價(jià)格低，效率高，運(yùn)行成本低，在保護(hù)完善的情況下可靠性也很高。
在高壓及中壓系統(tǒng)中主要使用固定連接的并聯(lián)電容器組，而在低壓配電系統(tǒng)中則主要使用自動(dòng)控制電容器投切的自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置。自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)則多種多樣形形色色，適用于各種不同的負(fù)荷呢況。對(duì)于低壓自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置將另文詳細(xì)介紹。
并聯(lián)電容器的最主要缺點(diǎn)是其對(duì)諧波的敏感性。當(dāng)電網(wǎng)中含有諧波時(shí)，電容器的電流會(huì)急劇增大，還會(huì)與電網(wǎng)中的感性元件諧振使諧波放大，另外，并聯(lián)電容器屬于恒阻抗元件，在電網(wǎng)電壓下降時(shí)其輸出的無功電出下降，因此不利于電網(wǎng)的無功安全。
3、SVC
SVC的全稱是靜止式無功補(bǔ)償裝置，靜止兩個(gè)字是同步調(diào)相機(jī)的旋轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)的。
國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議將SVC定義為7個(gè)子類：
a、機(jī)械投切電容器（MSC）
b、機(jī)械投切電抗器（MSR）
c、自飽和電抗器（SR）
d、晶閘管控制電抗器（TCR）
e、晶閘管投切電容器（TCR）
f、晶閘管投（TSC）
g、自換向或電網(wǎng)換向轉(zhuǎn)換器（SCC/LCC）
根據(jù)以上這些子類，我們可以看出：除調(diào)相機(jī)之外，用電感或電容進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)难b置幾乎均被定義為SVC。因此，目前一些資料或者廣告中大量出現(xiàn)"SVC"字樣，其原因不外乎兩條：其一是作者自已并不明白SVC的定義，其二就是以普通人不懂的字母組合故弄玄虛。
目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上被宣傳 SVC的產(chǎn)品主工是晶閘管控制電抗器（TCR）和晶閘管投切電容器（TSC）。對(duì)于TSC我們另文敘述，這里只簡(jiǎn)要介紹一下晶閘管控制電抗器（TCR）。
TCR的基本結(jié)構(gòu)包括一組固定并聯(lián)連接在線路中的電容器和一組并聯(lián)連接在線路中用晶閘管控制的電抗器，通常將電抗器的容量設(shè)計(jì)成與電容器一樣。由于電抗器是用晶閘管控制的，其感性無功電流可以變化，當(dāng)晶閘管關(guān)斷時(shí)，電抗器沒有電流，而電容器固定連接，因此整套裝置的補(bǔ)償量最大，當(dāng)調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角時(shí)，電抗器的感性電流就會(huì)抵消一部分電容器電流，因此補(bǔ)償量減少，導(dǎo)通角越大，電抗器的電流越大，補(bǔ)償量就越小，當(dāng)晶閘管全通時(shí)，電抗器電流就會(huì)將電容器電流全部抵消，此時(shí)補(bǔ)償量為0。必須將固定電容器組設(shè)計(jì)成濾波器形式或者配備另外的濾波器。
綜上所述，可以看出TCR的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，損耗大，但其具有補(bǔ)償量連續(xù)可調(diào)的特點(diǎn)，在高壓系統(tǒng)中還有應(yīng)用。
4、SVG
靜止無功發(fā)生器，英文描述為：Static Var Generator，簡(jiǎn)稱為SVG。又稱動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償發(fā)生裝置，或靜止同步補(bǔ)償器。是指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)难b置。SVG是目前無功功率控制領(lǐng)域內(nèi)的最佳方案。相對(duì)于傳統(tǒng)的調(diào)相機(jī)、電容器電抗器、以晶閘管控制電抗器TCR為主要代表的傳統(tǒng)SVC等方式，SVG有著無可比擬的優(yōu)勢(shì)。
亞派科技的A-SVG是一個(gè)有源型電力設(shè)備，并聯(lián)于電網(wǎng)上，是一個(gè)可控的無功電流源，其無功電流可以快速地跟隨負(fù)荷無功電流的變化而變化，自動(dòng)補(bǔ)償電網(wǎng)系統(tǒng)所需無功功率，對(duì)電網(wǎng)無功功率實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償，不僅能補(bǔ)償感性無功，還能補(bǔ)償容性無功，響應(yīng)時(shí)間快，能夠時(shí)刻保證系統(tǒng)功率因素滿足要求。亞派科技SVG有整機(jī)式、模塊式，其中模塊式又有抽屜式、壁掛式，可適用于各種應(yīng)用場(chǎng)合。
五、采用無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)
1、根據(jù)用電設(shè)備的功率因數(shù)，可測(cè)算輸電線路的電能損失。通過現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)改造，可使低于標(biāo)準(zhǔn)要求的功率因數(shù)達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)節(jié)電目的。
2、采用無功補(bǔ)償技術(shù)，提高低壓電網(wǎng)和用電設(shè)備的功率因數(shù)，是節(jié)電工作的一項(xiàng)重要措施。
3、無功補(bǔ)償，它就是借助于無功補(bǔ)償設(shè)備提花必要的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量，穩(wěn)定設(shè)備運(yùn)行。
4、減少電力損失，一般工廠動(dòng)力配線依據(jù)不同的線路及負(fù)載情況，其電力損耗約20%-30%左右，使用電容提高功率因數(shù)后，總電波降低，可降低供電流與用電端的電力損失。
5、改善供電品質(zhì)，提高功率因數(shù)，減少負(fù)載總電流及電壓降，于變壓器二次側(cè)加裝電容可改善功率因數(shù)提高二次側(cè)電壓。
6、延長(zhǎng)設(shè)備壽命，改善功率因數(shù)后線路總電流減少，使接近中已經(jīng)飽和的變壓器、開關(guān)等機(jī)器設(shè)備和線路容量負(fù)荷降低，因此可以降低溫升增加壽命（溫度每降低10攝氏度，壽命可延長(zhǎng)1倍）。
7、最終滿足電力系統(tǒng)對(duì)無功補(bǔ)償?shù)谋O(jiān)測(cè)要求，消除因?yàn)楣β室驍?shù)過低而產(chǎn)生的罰款。
8、無功補(bǔ)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(bǔ)償減少用戶電費(fèi)支出，是一項(xiàng)投資少、收效快的節(jié)能措施。
9、無功補(bǔ)償技術(shù)對(duì)和電單位的低壓配電網(wǎng)的影響以及提高功率因數(shù)所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，確定無功功率的補(bǔ)償容量，確保補(bǔ)償技術(shù)經(jīng)濟(jì)、合理、安全可靠，達(dá)到節(jié)約電能的目的。
特別推薦
- 成本與性能的平衡：振蕩線圈技術(shù)深度解析與選型建議
- 十一月上海見！106屆中國(guó)電子展預(yù)登記開啟，共探產(chǎn)業(yè)新機(jī)遇
- 清潔電器智能化升級(jí)：MCU芯片性能成差異化競(jìng)爭(zhēng)核心
- Cadence與NVIDIA強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，數(shù)字孿生平臺(tái)新模型助推AI數(shù)據(jù)中心高效部署
- 偏轉(zhuǎn)線圈技術(shù)解析：從基礎(chǔ)原理到選型要?jiǎng)t的全景指南
技術(shù)文章更多>>
- 安森美破解具身智能落地難題，全鏈路方案助推機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化
- AMD 推出 EPYC? 嵌入式 4005 處理器，助力低時(shí)延邊緣應(yīng)用
- 機(jī)電執(zhí)行器需要智能集成驅(qū)動(dòng)器解決方案以增強(qiáng)邊緣智能
- 廣東國(guó)際水處理技術(shù)與設(shè)備展覽會(huì)邀請(qǐng)函
- 電力系統(tǒng)安全守護(hù)者：消弧線圈技術(shù)深度剖析與應(yīng)用指南
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
LTC
LTE
LTE功放
LTE基帶
Marvell
Maxim
MCU
MediaTek
MEMS
MEMS傳感器
MEMS麥克風(fēng)
MEMS振蕩器
MHL
Micrel
Microchip
Micron
Mic連接器
Mi-Fi
MIPS
MLCC
MMC連接器
MOSFET
Mouser
Murata
NAND
NFC
NFC芯片
NOR
ntc熱敏電阻
OGS
