时间：2023-03-20 16:25:35
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无功功率补偿装置的主要作用是:提高负载和系统的功率因数,减少设备的功率损耗,稳定电压,提高供电质量。在长距离输电中,提高系统输电稳定性和输电能力,平衡三相负载的有功和无功功率等。
一、无功功率补偿的作用
1、改善功率因数及相应地减少电费
根据国家水电部,物价局颁布的“功率因数调整电费办法”规定三种功率因数标准值,相应减少电费:
(1)高压供电的用电单位,功率因数为0.9以上。
(2)低压供电的用电单位,功率因数为0.85以上。
(3)低压供电的农业用户,功率因数为0.8以上。
2、降低系统的能耗
功率因数的提高,能减少线路损耗及变压器的铜耗。
设R为线路电阻,ΔP1为原线路损耗,ΔP2为功率因数提高后线路损耗,则线损减少
ΔP=ΔP1-ΔP2=3R(I12-I22)(1)
比原来损失减少的百分数为
(ΔP/ΔP1)×100%=1-(I2/I1)2.100%(2)
式中,I1=P/(3U1cosφ1),I2=P/(3U2cosφ2)补偿后,由于功率因数提高,U2>U1,为分析方便,可认为U2≈U1,则
θ=[1-(cosφ1/cosφ2)2].100%(3)
当功率因数从0.8提高至0.9时,通过上式计算,可求得有功损耗降低21%左右。在输送功率P=3UIcosφ不变情况下,cosφ提高,I相对降低,设I1为补偿前变压器的电流,I2为补偿后变压器的电流,铜耗分别为ΔP1,ΔP2;铜耗与电流的平方成正比,即
ΔP1/ΔP2=I22/I12
由于P1=P2,认为U2≈U1时,即
I2/I1=cosφ1/cosφ2
可知,功率因数从0.8提高至0.9时,铜耗相当于原来的80%。
3、减少了线路的压降
由于线路传送电流小了,系统的线路电压损失相应减小,有利于系统电压的稳定(轻载时要防止超前电流使电压上升过高),有利于大电机起动。
二、我国电力系统无功补偿的现状
近年来,随着国民经济的跨越式发展,电力行业也得到快速发展,特别是电网建设,负荷的快速增长对无功的需求也大幅上升,也使电网中无功功率不平衡,导致无功功率大量的存在。目前,我国电力系统无功功率补偿主要采用以下几种方式:
1.同步调相机:同步调相机属于早期无功补偿装置的典型代表,它虽能进行动态补偿,但响应慢,运行维护复杂,多为高压侧集中补偿,目前很少使用。
2.并补装置:并联电容器是无功补偿领域中应用最广泛的无功补偿装置,但电容补偿只能补偿固定的无功,尽管采用电容分组投切相比固定电容器补偿方式能更有效适应负载无功的动态变化,但是电容器补偿方式仍然属于一种有级的无功调节,不能实现无功的平滑无级的调节。
3.并联电抗器:目前所用电抗器的容量是固定的,除吸收系统容性负荷外,用以抑制过电压。
以上几种补偿方式在运行中取得一定的效果,但在实际的无功补偿工作中也存在一些问题:
1.补偿方式问题:目前很多电力部门对无功补偿的出发点就地补偿,不向系统倒送无功,即只注意补偿功率因素,不是立足于降低系统网的损耗。
2.谐波问题:电容器具有一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏;并且由于电容器对谐波有放大作用,因而使系统的谐波干扰更严重。
3.无功倒送问题:无功倒送在电力系统中是不允许的,特别是在负荷低谷时,无功倒送造成电压偏高。
4.电压调节方式的补偿设备带来的问题:有些无功补偿设备是依据电压来确定无功投切量的,线路电压的波动主要由无功量变化引起的,但线路的电压水平是由系统情况决定的,这就可能出现无功过补或欠补。
三、无功功率补偿技术的发展趋势
根据上述我国无功功率补偿的情况及出现的问题,今后我国的无功功率补偿的发展方向是:无功功率动态自动无级调节,谐波抑制。
1.基于智能控制策略的晶闸管投切电容器(TSC)补偿装置
将微处理器用于TSC,可以完成复杂的检测和控制任务,从而使动态补偿无功功率成为可能。基于智能控制策略的TSC补偿装置的核心部件是控制器,由它完成无功功率(功率因数)的测量及分析,进而控制无触点开关的投切,同时还可完成过压、欠压、功率因数等参数的存贮和显示。TSC补偿装置操作无涌流,跟踪响应快,并具有各种保护功能,值得大力推广。
2.静止无功发生器(SVG)
静止无功发生器(SVG)又称静止同步补偿器(STATCOM),是采用GTO构成的自换相变流器,通过电压电源逆变技术提供超前和滞后的无功,进行无功补偿,若控制方法得当,SVG在补偿无功功率的同时还可以对谐波电流进行补偿。其调节速度更快且不需要大容量的电容、电感等储能元件,谐波含量小,同容量占地面积小,在系统欠压条件下无功调节能力强,是新一代无功补偿装置的代表,有很大的发展前途。
3.电力有源滤波器
电力有源滤波器是运用瞬时滤波形成技术,对包含谐波和无功分量的非正弦波进行“矫正”。因此,电力有源滤波器有很快的响应速度,对变化的谐波和无功功率都能实施动态补偿,并且其补偿特性受电网阻抗参数影响较小。
电力有源滤波器的交流电路分为电压型和电流型。目前实用的装置90%以上为电压型。从与补偿对象的连接方式来看,电力有源滤波器可分为并联型和串联型。并联型中有单独使用、LC滤波器混合使用及注入电路方式,目前并联型占实用装置的大多数。
4.综合潮流控制器
关键词：无功功率，谐波，有源滤波，DSP
0.前言
随着电力电子装置的广泛应用,电网中的谐波污染也日益严重。另外,许多电力电子装置的功率因数很低,给电网带来额外负担并影响供电质量。可见消除谐波污染并提高功率因数,已成为电力电子技术中的一个重要的研究领域。解决电力电子装置的谐波污染和低功率因数问题的基本思路有两条: (1)装设补偿装置,以补偿其谐波和无功功率; (2)对电力电子装置本身进行改进,使其不产生谐波,且不消耗无功功率,或根据需要对其功率因数进行控制。
1.无功与谐波自动补偿装置的原理
1.1有源电力滤波器的原理
电力滤波器主要包括有源滤波器和无源滤波器,或两者的混合,即混合滤波器。
有源电力滤波器(APF)根据其与补偿对象连接的方式不同,分为并联型和串联型两种,而并联型滤波器在实际中应用较广。下面以并联型有源滤波器为例,介绍其工作原理。论文参考。HPF(High Pass Filter)是由无源元件RLC组成的高通滤波器,其主要作用是滤除逆变器高频开关动作和非线性负载所产生的高频分量;负载为谐波源,它产生谐波并消耗无功功率。有源电力滤波器主要由两部分组成,即指令电流运算电路和补偿电流发生电路(PWM信号发生电路、驱动电路和逆变主电路)。指令电流运算电路的作用是检测出被补偿对象中的谐波和无功电流分量,补偿电流发生电路的作用是根据指令电流发出补偿电流的指令信号,控制逆变主电路发出补偿电流。
作为主电路的PWM变流器,在产生补偿电流时,主要作为逆变器工作。为了维持直流侧电压基本恒定,需要从电网吸收有功电流,对直流侧电容充电时,此时作为整流器工作。它既可以工作在逆变状态,又可以工作在整流状态,而这两种状态无法严格区分。
有源滤波器的基本工作原理是:通过电压和电流传感器检测补偿对象(非线性负载)的电压和电流信号,然后经指令电流运算单元计算出补偿电流的指令信号,再经PWM控制信号单元将其转换为PWM指令,控制逆变器输出与负载中所产生的谐波或无功电流大小相等、相位相反的补偿电流,最终得到期望的电源电流。
1.2无功与谐波自动补偿装置的原理
为适应滤波器要求容量大这一特点,我们采用了有源电力滤波器与无源LC滤波器并联使用的方式。其基本思想是利用LC滤波器来分担有源电力滤波器的部分补偿任务。由于LC滤波器与有源电力滤波器相比,其优点在于结构简单、易实现且成本低,而有源电力滤波器的优点是补偿性能好。两者结合同时使用,既可克服有源电力滤波器成本高的缺点,又可使整个系统获得良好的滤波效果。
在这种方式中,LC滤波器包括多组单调谐滤波器和高通滤波器,承担了补偿大部分谐波和无功的任务,而有源滤波器的作用是改善滤波系统的整体性能,所需要的容量与单独使用方式相比可大幅度降低。
从理论上讲,凡使用LC滤波器均存在与电网阻抗发生谐振的可能,因此在有源电力滤波器与LC滤波器并联使用方式中,需对有源电力滤波器进行有效控制,以抑制无源滤波器与系统阻抗之间发生谐振。论文参考。
2.无功与谐波自动补偿装置控制系统设计
2.1系统技术指标
(1)适用电源电压等级: 220 V(AC) , 380V(AC)
(2)有源滤波器补偿容量: 50kVA(基波无功);150A(最大瞬时补偿电流)
(3)可以控制的无源补偿网络的功率等级: 500kVA。
(4)在无源补偿网络容量范围内,补偿后的电源电流:功率因数高于0. 9,总谐波畸变系数(THD) <5%,三相负载电流的不对称系数<3%。
(5)可适用的运行环境:室内;温度-20~
55℃;相对湿度<90%。
2.2有源滤波器控制系统的设计
双DSP芯片分别采用浮点芯片TMS320VC33和定点芯片TMS320LF2407,以下简称为VC33和F2407。对VC33来讲,其运算能力很强,主频最高为75MHz,但片内资源和对外I/O端口较少,逻辑处理能力也较弱,主要用于浮点计算和数据处理;而F2407正好相反,其片外接口资源丰富,I/O端口使用方便,但其精度和速度有一定限制。所以用于数据采集和过程控制。
中央控制器由F2407实现,主要用于①主电路电压、电流的采集;②四象限变流器的控制;③无源补偿控制指令的;④显示、按键控制;⑤与上位机的通讯。两个DSP芯片通过双端口RAM完成数据交换。通过这两个DSP芯片的互补结合,可充分发挥各自的优点,使控制系统达到最佳组合。各相无源补偿网络的控制及电流检测由各自的控制器完成。各控制器通过光电隔离的RS-485通讯总线与F2407相连。
3.结论
3.1提出了一种新的电力系统谐波与无功功率的综合动态补偿方式,对无功与谐波自动补偿装置主电路和控制系统工作原理进行了分析。
3.2由于电源系统的谐波对应于一个连续的频谱,投入有源滤波器可以大大改善滤波性能,并能抑制LC电路与电网之间的谐振。有源滤波器的控制系统采用了基于双DSP结构的全数字化控制平台。论文参考。
3.3在此项目的实践中,电力系统的功率因数提高到0.9以上,完全符合此项目合同的技术性能指标。同时使供电网的谐波得到了有效抑制。通过仪器检测5次、7次等谐波电流几乎为零值。
【参考文献】
[1]赵庆华,吴琦.无功补偿电容器容量计算及放电器的配置[J].安徽电力职工大学学报,2003,(03).
[2]刘凯峰,郑常宝.一种SVC试验装置的设计[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2007,(06).
[3]杨孝志.几种无功补偿技术的分析和比较[J].安徽电力,2006,(02).
[4]柯勇,钱峰.有源电力滤波器谐波电流检测研究及仿真[J].安徽工程科技学院学报(自然科学版),2008,(02).
[5]张艳红,张兴,林闽,吕绍勤,张崇巍.与建筑相结合的光伏并网发电示范电站[J]中国建设动态.阳光能源,2005,(06).
[6]朱连成,王琳,宁春明,刁嫣妲.基于EXB841的IGBT驱动保护电路的设计[J].辽宁科技大学学报,2008,(01).
[7]彭伟.电力变压器差动保护误动的非故障原因分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2002,(02).
[8]许娅.供电系统中谐波产生原因及限制措施[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2003,(02).
[9]范木宏,成立,刘合祥.电荷泵锁相环的全数字DFT测试法[J].半导体技术, 2005,(04).
[10]杨越恩,王晓平.SVC动态无功补偿技术在包钢供电网的应用[J].包钢科技, 2008,(03).
关键词：功率因数，并联移相电容，谐波，电网，力率调整金额，浪涌电流
0.引言：
并联移相电容提高功率因数在工厂中广泛使用，往往结合谐波治理，实现提高功率因数及电能质量，节能；保证力率调整金额为负数。实现电网安全，经济运行。
1.影响我厂功率因数，产生谐波主要因素及对策：
1.1 电力变压器对功率因数的影响：
电力变压器的变压过程是由电磁感应来完成，是由无功来建立和维持磁场进行能量转换的，变压器消耗无功的主要成分是空载无功，与负载大小无关，为提高变压器功率因数，应避免变压器空载运行或长期处理低负载运行状态。
1.2 异步电动机对功率因数的影响：
工厂内大部分动力负荷都是异步电动机，异步电动机转子和定子气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素，而异步电机所耗用的无功同空载无功和一定负载下无功增加值两部分组成，因此提高异步电机功率因数应从两方面着手：
1.2.1儘量避免电机空载运行；
1.2.2提高负载率。
我们在选购异步电机时，既要注意其机械性能，又要考虑其电气指标，合理选择异步电机的型号、规格和容量，使其处理经济运行状态。还有要提高异步电机检修质量，因为异步电机定子绕组匝数变动和定子，转子间气隙变动时都会影响异步电机无功大小。
1.3直流调速电机对功率因数的影响及谐波治理：
橡胶行业大量使用密炼机，主要是直流调速电机，其负荷波动大，变化迅速，也是一个典型的谐波源，採用普通的接触器投切电容补偿柜，容易产生过被及欠补，补偿效果差，谐波污染严重，电容柜元件容易损坏，必须採用动态补偿装置，在密炼机出线处加装叁相叁线有源滤波器（德国IN-POWER产品），效果好。
2.提高功率因数及治理谐波的主要措施：
2.1 提高自然功率因数：
提高自然功率因数主要靠提高变压器，电动机负载率，优化负荷分配，对负荷比较低的变压器，一般採取“撤、换、并、停”等方法，使负载率达到最佳值；提动电动机检修质量，使功率因数达到最佳；
2.2并联移相电容器提高功率因数：
2.2.1补偿方式的选择：
根据电容柜安装位置，分为“低压集中补偿”和“低压就地补偿”两种电容补偿方案。
1）低压集中补偿：就是将电容补偿装设在低压配电房的低压母线上，这种补偿方式可以补偿母线前的电力变压器和厂内高压配电线及前面电力系统无功，补偿范围大，安装在低压配电房内，运行维护方便。
2）低压就地补偿：又称个别补偿，将电容柜安装在大型用电设备附近，这种补偿方式能够补偿安装部位前的所有高、低压线路和主变压器的无功，它的补偿范围最大，效果也较好，但设备投资大，补偿柜随同用电设备工作，利用率较低。免费论文参考网。
根据我厂实际情况，我们选择低压集中补偿和低压就地补偿相结合的电容补偿方式，在低压配电房集中装设电容柜，重点消耗无功机台就地补偿。
2.2.2补偿容量的确定：
对於低压配电房，安装的容性无功量应等於母线上负载按提高功率因数所需补偿的容性无功和变压器所需补偿的容性无功之和：
1）负载所需的容性无功（Kvar千乏）按下式计算：
QC1＝P（tanφ1- tanφ2）
QC1→负载所需补偿的容性无功（Kvar）
P→平均有功（KW）
φ1→补偿前的功率因数角
φ2→补偿后的功率因数角
2)变压器所需补偿的容性无功按下式计算：
QC2＝（UK%/100+I0%/100）Se
QC2→变压器所需补偿的容性无功（Kvar）
UK%→变压器阻抗电压百分数
I0%→变压器阻抗电流百分数
Se→变压器额定容量（KVA）
3.谐波治理方案：
根据实测数据，低压配电房配电系统主要以5次谐波为主，採用在电容补偿柜中加装电抗係数为5.5%的电抗器串联电容器组成无源滤波器治理谐波。在主谐波源密炼机出线处加装叁相叁线有源滤波器，来治理谐波。有源滤波器为德国原装进口IN-POWER产品，谐波抑制与消除效果达98%以上。免费论文参考网。
4.电容补偿设备的选择：
选择电容补偿设备，应充分考虑安全性、可靠性、实用性，从工程实际出发，实现最优化。免费论文参考网。
4.1採用微电脑控制，循环投切电容器，延长电容使用寿命；
4.2移相电容器的选择：
我厂选用BSMJ0.45-20-3型自愈式移相电容器。该电容器额定工作电压450V，容量20Kvar，叁相叁角形接法，具有自放电功能，可承受工频1.1倍额定电压，和1.3倍额定电流。
电容容量的确定要考虑以下因素：开关，接触器容量，补偿梯度大小对电气设备影响及维修成本，以及工厂实际使用经验数据，我厂大都採用20 Kvar电容，补偿梯度较合理，设备费效较高。
4.3接触器的选择：
电容器接通时产生瞬态充电过程，出现狠大合闸涌流，因此投切电容器应用选用专用的接触器，如ABB公司的B25C，B275C系列，使合闸涌流抑制20倍额定电流之下，接触器及开关应按电容器1.5倍额定电流选型。如果电网电压波动大，可考虑接触器线圈由专用稳压器供电，防止接触器吸合不良，出现抖动，影响接触器工作寿命。
5.实施效果
通过对全实施综合电容补偿，使公司功率因数提高到0.95以上，上交供电局的力率调整金额每月由原来的加2000元以上，转为每月减1500元以上，效果明显，通过治理谐波降低了电子设备维修率，节省了电容柜检修，维护成本，改善了电能质量，减轻了电机发热和设备机械损耗，间接经济效益也十分可观。
6.结束语
本文根据橡胶行业的特点，从我厂实际出发，介绍了影响我厂功率因数的主要因素，并提出了相应解决办法，提供了一种行之有效的谐波治理方案。希望能对广大橡胶行业的工程技术人员有所帮助。
【参考文献】
[1] 靳龙章,丁毓山.电网无功补偿实用技术[M].中国水利水电出版社. 2004
[2] 谢运祥.谐波与无功补偿技术现状[J].华南理工大学电力学院.
关键词：电力电子，逆变，整流，谐波
0.引言
随着我国经济的发展，用电设备的类型越来越多。在三相供电系统中，除了大量的对称负荷外，还新增了许多不对称负荷和单相负荷。由于单相负载的大量应用，且各负荷的用电不同时等原因，导致三相四线制配电系统出现了严重的三相不平衡的运行状态，给系统的安全稳定运行和用户设备的正常可靠使用造成了严重的危害。
本文中从人工和技术两方面提出了目前三相不平衡的解决方法，重点解析了新技术方面的内容，突出了各种方法的优缺点，并提出采用大容量电力电子技术的基本方法。
1.国内外三相平衡系统研究现状
1.1人工方面：
(1) 完善基础资料：每年组织专人在春季绘制一次配电变压器网络图和负荷分配图, 把每个台区供出的各相上的用电户名、户数、电能表的型号等有关数据绘制成方便易查看的表格, 平时经常检查有无遗漏或新增用户,结合负荷变化情况及时更新。
(2) 加强测试：给专人配备钳形表,每月至少进行一次负荷测试,对配电变压器负荷状况做到心中有数,为调整配电变压器负荷提供准确可靠的数据。利用检修停电时间调整负荷。
(3) 加强用电管理：对临时用电，季节性用电，管理人员必须熟悉情况，如安装地点、用电量的变化情况等, 根据情况及时做好负荷调整工作。新增单相设备申请用电, 做好负荷的功率分配, 进行合理搭接, 尽可能均匀分配到三相电路上。注意大的三相四线制用户内部三相负荷平衡问题, 协助他们调整本单位三相负荷。
(4) 调整三相负荷做到“ 四平衡”：四平衡既计量点平衡、各支路平衡、主干线平衡和变压器低压出口侧平衡, 重点是计量点和各支路平衡, 可把用户平均用电量作为调整依据, 把用电量大致相同的作为一类, 分别均匀调整到三相上。由于三相同时引人负荷点比单相引入负荷点时损耗显著减少, 为了取得三相负载的对称, 应将三相线路同时引入负荷点, 尽量扩大三相四线制的配电区域, 减少单相供电干线长度, 接户线应尽量由同一电杆上分别从三相引下, 且三组单相接户线的负载应尽量平衡。
1.2新兴技术方面：
（1）三相自动平衡器
用于380 V 配电网中的平衡器的工作原理如下图所示，电流采样器采集配电网三相电流，通过模/数转换器将模拟信号转换为数字信号，经接口电路送至单片机进行比较，发出指令，输出放大后启动开关控制电路，将大电流相中一部分负载切换到小电流相，以降低（Pmax-Pmin），使三相电流不平衡度满足要求，实现三相相对平衡。当三相负载的变化未超过允许值时，平衡器不予调整，维持现状，以避免频繁切换。
图1 三相自动平衡器的工作原理框图
（2）早期无功补偿装置
早期的无功补偿装置主要是无源装置，方法是在系统母线上并联或者在线路中串联一定容量的电容器或者电抗器，它主要包括同步调相机和静电电容器。
同步调相机又称同步补偿器，是早期无功补偿装置的典型代表。它不仅能补偿固定的无功功率，对变化的无功功率也能进行动态补偿。当系统电压下降时，它通过控制励磁发出和吸收无功功率，并通过电压调节器自动调节无功功率的大小以维持端电压恒定。它的损耗和噪声都较大，运行维护复杂，响应速度慢。
静电电容器可以改善线路参数，减少线路的感性无功功率，补偿系统的无功功率。由于它供给的无功功率与节点电压的平方成正比，当节点电压下降时，它供给的无功功率反而会减少，所以静电电容器的无功功率调节性能较差。论文参考。但由于其维护较方便!装设容量可大可小，既可集中使用又可分散装设，所以目前仍是中国采用的主要补偿装置。
同时，无源装置使用机械开关，它不具备快速性、反复性和连续性的特点，因而不能实现短时纠正电压升高或降落的功能。
（3）静止无功补偿装置SVC
静止无功补偿器(StaticVar Compensator)，是将电容器（及电抗器支路）与输电线路并接，通常接于开关站或变电所母线，通过晶闸管控制的无功功率动态补偿，调节母线电压和线路无功功率在所需水平上，从而提高电力系统稳定性，扩大线路输送容量。
SVC技术又分为：自饱和电抗器型（SSR）、晶闸管相控电抗器型（TCR）、晶闸管投切电容器型（TSC）、高阻抗变压器型（TCT）和励磁控制的电抗器型（AR）等几种不同类型。世界各国普遍采用TCR和/或TSC型SVC作为电网的动态无功支撑点，以提高输电能力或加强电网的安全稳定运行。
SVC特点：
1、应用较为成熟，目前应用较多。
2、自身产生较大谐波，需无源滤波器配合。
3、TCR只提供感性无功，容性无功需FC或TSC电容器组提供，占地面积大。
4、响应速度慢（2~3个周期）。论文参考。
5、对快速的冲击负荷补偿效果较差。
(4) 静止无功发生器(SVG)
SVC装置为补偿 0～100 %容量变化的无功功率，几乎需要 100 %容量的电容器与超过 100 %容量的晶闸管控制电抗器，铜和铁的消耗很大。论文参考。从技术发展来说，这种类型的静补偿装置已不能说是先进的。近年来的发展趋势是采用可关断晶闸管（GTO）构成的自换向变流器，通常称为静止无功发生器（SVG），它既可提供滞后的无功功率，又可提供超前的无功功率。
SVG是采用 GTO 构成的自换相变流器，它把逆变器电路看成是一个产生基波和谐波电压的交流电压源，控制补偿器基波电压大小与相位可改变基波无功电流的大小与相位。当逆变器基波电压比交流电源电压高时，逆变器就会产生一个超前（容性）无功电流。反之，当逆变器基波电压比交流电源电压低时，则会产生一个滞后（感性）无功电流。因此它能与系统进行无功功率的交换 ,故称其为“无功发生器”。
与 SVC 相比，其调节速度更快且不需要大容量的电容、电感等储能元件，谐波含量小，同容量占地面积小，在系统欠压条件下无功调节能力强。
(5)Smartpower节电器
SmartPower系统节电器利用“平衡控制变压系统”绕组的相互交叉连接，可以消除各相位间的电压和电流的不均衡，维持控制其平衡性。
这种特殊绕组，可以相互补偿铁心的磁通量，最大限度地控制各相感应电动势的一致性，从而保持三相平衡，降低零线电流等额外损耗，它是最新一代可以改善电力消费状况高新技术产品。
2.研究趋势和前景展望
随着电力电子器件容量的不断增大以及价格的逐步下降，使用基于电力电子器件的技术来替代原来的机械开关方式的解决方法也将是今后的发展趋势。三相系统中基波不平衡度在增大的同时，由于各次谐波所导致的不平衡问题将成为将来所遇到的主要问题，因而需要有一种方案来同时解决基波无功和有功不平衡，以及消除由谐波造成的不平衡。本文提出的设计方案具备了解决上述问题所需要的全部功能，因而是未来最有发展前景的解决方案之一。
拟采用的装置功能原理图下图所示。
图2 本装置的结构原理框图
装置工作原理如下：原始的不平衡负载可能引起较大的中线电流，如图中ILN所示。若不进行补偿，则此电流将流入系统中线。在系统与负载中间增加一个三相不平衡补偿装置，该装置从系统吸收三相对称的基波电流，通过整流桥变换为直流，再通过具有中线的逆变桥变换为所需要的电流。以中线电流为例，对装置来说若以流入装置为电流的参考方向，则如能使得装置中线吸收的电流与负载侧中线电流一样，即ILN=IFN，则对系统中线而言，ISN=ILN-IFN=0。从而解决了系统侧中线电流过大的问题。同时装置的ABC三桥臂还可根据参考电流产生所需要的电流，对负载的不平衡三相电流进行补偿，目标是使得系统侧ABC三相的电流为三相基波对称分量。从而解决三相不对称问题。
3.结论
采用不同的方法各具有其优劣性，本文提出的采用大容量电力电子技术，装置适应能力强，响应速度快，控制精度高，装置无任何耗能元件，节能效率更高。采用三相四线制结构，能同时补偿不平衡电流，同时还可滤除谐波并提供无功功率的支持。因此是未来最有发展前景的解决方案之一。
参考文献：
[1]王兆安，电力电子技术[M].北京:机械工业出版社，2000
[2]王兆安，谐波抑制和无功功率补偿[M].北京:机械工业出版社，2006
[3]梅岭芳，配电网的三相平衡[J].工业加热，2007
[4]张红，谭万禹.STATCOM与SVC在电力运行系统中的比较分析[J].吉林电力，2009
[5]罗昭波，配电变压器三相平衡与无功自动补偿[J].降损节能，2007.
[论文摘要]低压电网如何有效保持良好的工作状态，降低电能损失，与电网稳定工作、电力设备安全运行、工农业安全生产及人民生活用电都有直接影响。分析无功补偿的作用和主要措施。
无功补偿是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低电能的损耗，改善电网电压质量。
从电网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤其是以低压配电网所占比重最大。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配
置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。
一、低压配电网无功补偿的方法
随机补偿：随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。
随器补偿：随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。
跟踪补偿：跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。
二、无功功率补偿容量的选择方法
无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。
（一）单负荷就地补偿容量的选择的几种方法
1．美国：Qc=（1/3）Pe
2．日本：Qc=（1/4~1/2）Pe
3．瑞典：Qc≤√3UeIo×10-3 (kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSφe )
若电动机带额定负载运行，即负载率β=1，则：Qo
根据电机学知识可知，对于Io/Ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功经济当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。
4．按电动机额定数据计算：
Q= k(1- cos2φe )3UeIe×10-3 (kvar)
K为与电动机极数有关的一个系数
极数：2468 10
K值： 0.70.750.80.850.9
考虑负载率及极对数等因素，按式（4）选取的补偿容量，在任何负载情况下都不会出现过补偿，而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用，特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下，其补偿效果较差。
（二）多负荷补偿容量的选择
多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。
1．对已生产企业欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：
Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm
式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9;Tm为企业的月工作小时数；tgφ1、tgφ2是指负载阻抗角的正切，tgφ1=Q1/P，tgφ2= Q2/P；tgφ（UI）可由有功和无功电能表读数求得。
2．对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式选择：
Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)
式中Kn为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75;Pn为企业有功功率之和；tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。
多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。
三、无功补偿的效益
在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%，如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。
（一）节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。
（二）降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变，P= IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1，为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2= COSφ2/ COSφ1，这样线损 P减少的百分数为：
ΔP%= (1-I2/I1)×100%=（1- COSφ1/ COSφ2）× 100%
当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，由上式可求得有功损耗将降低20%～45%。
（三）改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X，有功和无功为P、Q，则电压损失ΔU为：
U=（PR+QX）/Ue×10-3(KV) 两部分损失：PR/ Ue输送有功负荷P产生的；QX/Ue输送无功负荷Q产生的；
配电线路：X=（2~4）R，U大部分为输送无功负荷Q产生的
变压器：X=（5~10）R QX/Ue=(5~10) PR/ Ue 变压器U几乎全为输送无功负荷Q产生的。
可以看出，若减少无功功率Q，则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。
（四）三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量，计算公式如下：
S=P/ COSφ1×[（ COSφ2/ COSφ1）-1]
如一台额定功率为155KW水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：（155÷0.857） ×[（0.967 ÷0.857）-1]=24KVA
四、结束语
在配电网中进行无功补偿、提高功率因数和做好无功优化，是一项建设性的节能措施。本文简要分析了三种无功补偿的方法和两种无功功率补偿容量的选择方法以及无功补偿后的良性影响。在实际设计中，要具体问题具体分析，使无功补偿应用获得最大的效益。
参考文献
[论文摘要]低压电网如何有效保持良好的工作状态，降低电能损失，与电网稳定工作、设备安全运行、工安全生产及人民生活用电都有直接影响。分析无功补偿的作用和主要措施。
无功补偿是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低电能的损耗，改善电网电压质量。
从电网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤其是以低压配电网所占比重最大。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配
置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。
一、低压配电网无功补偿的方法
随机补偿：随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。
随器补偿：随器补偿是指将低压电容器通过低压接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。
跟踪补偿：跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。
二、无功功率补偿容量的选择方法
无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。
（一）单负荷就地补偿容量的选择的几种方法
1．美国：Qc=（1/3）Pe
2．日本：Qc=（1/4~1/2）Pe
3．瑞典：Qc≤√3UeIo×10-3 (kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSφe )
若电动机带额定负载运行，即负载率β=1，则：Qo
根据电机学知识可知，对于Io/Ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。
4．按电动机额定数据计算：
Q= k(1- cos2φe )3UeIe×10-3 (kvar)
K为与电动机极数有关的一个系数
极数：2468 10
K值： 0.70.750.80.850.9
考虑负载率及极对数等因素，按式（4）选取的补偿容量，在任何负载情况下都不会出现过补偿，而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用，特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下，其补偿效果较差。
（二）多负荷补偿容量的选择
多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。
1．对已生产企业欲提高功率因数，其补偿容量Qc按下式选择：
Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm
式中：Km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；Kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9;Tm为企业的月工作小时数；tgφ1、tgφ2是指负载阻抗角的正切，tgφ1=Q1/P，tgφ2= Q2/P；tgφ（UI）可由有功和无功电能表读数求得。
2．对处于设计阶段的企业，无功补偿容量Qc按下式选择：
Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)
式中Kn为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75;Pn为企业有功功率之和；tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。
多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。
三、无功补偿的效益
在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%，如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。
（一）节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。使用无功补偿不但减少初次费用，而且减少了运行后的基本电费。
（二）降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变，P= IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1，为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2= COSφ2/ COSφ1，这样线损 P减少的百分数为：
ΔP%= (1-I2/I1)×100%=（1- COSφ1/ COSφ2）× 100%
当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，由上式可求得有功损耗将降低20%～45%。
（三）改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X，有功和无功为P、Q，则电压损失ΔU为：
U=（PR+QX）/Ue×10-3(KV) 两部分损失：PR/ Ue输送有功负荷P产生的；QX/Ue输送无功负荷Q产生的；
配电线路：X=（2~4）R，U大部分为输送无功负荷Q产生的
变压器：X=（5~10）R QX/Ue=(5~10) PR/ Ue 变压器U几乎全为输送无功负荷Q产生的。
可以看出，若减少无功功率Q，则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。
（四）三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量，计算公式如下：
S=P/ COSφ1×[（ COSφ2/ COSφ1）-1]
如一台额定功率为155KW水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：（155÷0.857） ×[（0.967 ÷0.857）-1]=24KVA
四、结束语
在配电网中进行无功补偿、提高功率因数和做好无功优化，是一项建设性的节能措施。本文简要分析了三种无功补偿的方法和两种无功功率补偿容量的选择方法以及无功补偿后的良性影响。在实际设计中，要具体问题具体分析，使无功补偿应用获得最大的效益。
参考文献
关键词：功率因数；影响因素；补偿方法；容量确定
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能
1.影响功率因数的主要因素
1.1电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备
大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。根据前段时间数据统计分析，我矿所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60%～70%；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60%～70%。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。电力变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%～15%，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因此，为了改善电力系统和矿山的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。
1.2供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响
当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，根据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。
1.3电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响
1.4无功补偿原理
当电网电压的波形为正弦波，且电压与电流同相位时，电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P=U×I。
电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场，此时所消耗的能量不能转化为有功功率，故被称为无功功率Q。此时电流滞后电压一个角度f。在选择变配电设备时所根据的是视在功率S，即有功功率和无功功率的几何和：
2.采用适当措施，设法提高系统自然功率因数
提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。下面将对提高自然功率因数的措施做一些简要的介绍。
2.1合理选用电动机
合理选择电动机，使其尽可能在高负荷率状态下运行。在选择电动机时，既要注意它们的机械特性，又要考虑它们的电气指标。举例说，三相异步电动机（100KW）在空载时功率因数仅为0.11，1/2负载时约为0.72，而满负载时可达0.86。所以核算负荷小于40%的感应电动机，应换以较小容量的电动机，并合理安排和调整工艺流程，改善运行方式，限制空载运转。故从节约电能和提高功率因数的观点出发，必须正确合理的选择电动机的；
2.2提高异步电动机的检修质量
实验表明，异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动是对异步电动机无功功率的大小有很大影响。因此检修时要特别注意不使电动机的气隙增大，以免使功率因数降低。
2.3采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿
由电机原理可知，同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功取决于转子中的励磁电流大小，在欠激状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过激状态时，定子绕组向电网“送出”无功。因此，只要调节电机的励磁电流，使其处于过激状态，就可以使同步电机向电网“送出”无功功率，减少电网输送给我矿的无功功率，从而提高了我矿的功率因数。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行状态，这就是“异步电动机同步化”。因而只要调节电机的直流励磁电流，使其呈过激状态，即可以向电网输出无功，从而达到提高低压网功率因数的目的。
2.4正确选择变压器容量提高运行效益
对于负载率比较低的变压器，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善本企业电网的自然功率因数。如：对平均负荷小于30%的变压器宜从电网上断开，通过联络线提高负荷率。
通过以上一些提高加权平均功率因数和自然功率因数的叙述，或许我们已经对“功率因数”这个简单的电力术语有了更深的了解和认识。知道了功率因数的提高对电力企业的深远影响，下面我们将简单介绍对用电设备进行人工补偿的方式和对补偿容量的确定方法。
3.设计总结
以上是我浅谈功率因数对我矿供电A电网的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和企业效益，介绍了影响功率因数的主要因素以及提高功率因数的一般方法，还阐述了如何确定无功功率的补偿容量及无功功率的三种人工补偿的具体方式，集中探讨了无功补偿技术对我矿的高、低压配电网的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和企业效益，介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的方法，确保补偿技术经济、合理、安全可靠，达到节约电能的目的，为保证降低电网中的无功功率，提高功率因数，保证有功功率的充分利用，提高系统的供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低配电线路的成本，节约电能，通常在高、低压供配电系统中装设电容器无功补偿装置。
4.设计心得体会
通过这次毕业设计论文让我重新对影响大红山供电的因数有了全新的认识，这也是我第一次独立从找资料到写论文，经历了不少艰辛，但收获同样巨大。通过这次设计培养了我独立工作与学习合理安排相互调节的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的工作生活有巨大而重要的影响。
参考文献：
[1]主编：孟祥忠.《现代供电技术》.清华大学出版社，2006年第一版，1-303页。
[2]王兆安，杨君，刘进军，王跃.《谐波控制和无功功率补偿》，机械工业出版社，2006年第二版，1-444页。
刘 刚 国网吉林省电力有限公司四平供电公司检修分公司 136000
【文章摘要】
无功补偿具有稳定电压且降低能源消耗的作用，在使用的过程中融入电力电子技术，更能够发挥其自动控制的优越性。本论文着重于探究无功补偿自动控制中电力电子技术的应用。
【关键词】
无功补偿；自动控制；电力电子技术
随着中国企业规模的扩大化，对于生产加工和生产提出了更高的质量要求，生产设备的运行效率也要有所提高，以获得低成本、低能耗、高产出的效果。将电力电子技术应用于无功补偿自动控制中，可以对电力控制电路进行仿真，以充分地发挥电力电子技术在无功补偿中的优越性，完善无功补偿的作用。
1 电力系统中无功补偿装置的应用
1.1 电力系统无功补偿的应用效果
电力系统规模不断地扩大，电力负荷需求增高。在电网运行中，无功补偿起到了提高电网运行功率因素的作用，不仅改善了供电环境，而且在提高供电效率的同时，降低了变压器和输电线路在电力运行中的损耗。在电力系统中安装无功补偿装置，使电网可以保持平衡运营状态，在安全运行中不仅节能降耗，同时确保了电能质量。
1.2 电力系统无功补偿应用的措施
1.2.1 无功补偿电力容器
从设计的角度而言，无功补偿电力容器无论是安装、运行，还是维护工作，都是相对简单的，但是其在使用的过程中， 通常实施的是感性的无功补偿，无法做到持续性的调节。此外，电力电容器的负电效应会降低电网电压，与此同时补偿电流也会有所下降，电容器的补偿容量下降， 导致补偿的无功量迅速下降，加之谐波干扰，电力电容器就会出现被烧毁的现象。
1.2.2 无功补偿同步调相机
同步调相机是同步旋转式的发电机， 属于是无功率动态补偿性装置。其工作原理是通过调节励磁系统，有容性的或感性的无功功率发出。由于同步调相机运行过程中，处于旋转状态，因此会有噪音，损耗也相对较高。当然，要做好机器的检修和维护工作也是很难的。现阶段电力系统无功功率变化迅速，而同步调相机运行速度慢，且难以控制，因此而难以满足有效调节的要求。
1.2.3 静止无功补偿装置
与电力容器和同步调相机相比，静止无功补偿装置摒除了两者所存在的缺点， 运行过程中噪音小，且运行速度快。随着电力电子技术的快速发展，各种新型的开关器件被研制出来，并在静止无功补偿装置中得以应用，获得了动态补偿效果。但是，从运行成本的角度而言，虽然静止无功补偿装置降低了装置维修维护成本，但是设备造价高，且还需要加装滤波电路。
2 无功补偿自动控制中电力电子技术的应用
在无功补偿的执行机构中，主要包括机械式接触器、无触点晶闸管和电子复合开关三种。
2.1 机械式接触器
无功补偿开关设备是通过与电容器开关并联实现的自动控制。当电流输入中初始电压为“零”，根据接触，实现合闸时电压激增。此时所出现的电容器涌流，会严重影响到电容器。设置机械式接触器就是为了对电容器组的涌流有效抑制，起到限流电阻的作用，同时还确保不会出现电压下降和能量损耗。
2.2 无触点晶闸管
电容器组处于并联运行状态的时候， 很容易出现涌流现象，将接触器触头上粘结盒烧毁。将电力电子技术应用于其中， 研制出无触点晶闸管，又被称为“固态继电器”。其在运行的过程中，电压过零时， 即可将可控硅利用起来，发挥自动控制的作用。当电流为“零” ，无触点晶闸管会自动切断，避免了由于拉弧出现而在电容器合闸时出现涌流。但是，无触电晶闸管运行中存在着弊端，即谐波电流产生的时候，影响到电容器的持续运行。特别是设备的温度逐渐提高，即便是有风扇排热， 也很难发挥效用。
2.3 复合开关
针对于无功补偿中所出现的涌流现象，复合开关可以确保在电流过零的时候，抑制涌流。实现这种效果的原因在于， 其采用的并联方式中，有可控硅，且实现交流接触，使得电流有效导通，对于电力系统的开关以有效控制，且正常运行情况下并不会有功耗出现。补偿电容器投入使用中，根据使用功能可以选择两种复合开关，即单相分补和三相共补复合开关。提高系统运行效率，且降低运行成本，可以采用单相分补复合开关和三相共补复合开关综合接线的方式。
3 电路仿真
电路仿真主要包括两个方面，即主电路的仿真和控制电路的仿真。主电路仿真以工程仿真为主，使用Matlab 软件，同时还可以实现强大的数学计算功能，有效地进行矩阵处理和绘图处理。工程仿真中， Matlab 软件可以支持各种工程领域，而且还可以根据技术特点而不断地更新，根据应用领域的需要而不断地完善。
从主电路的结构模式上来看，主要包括两个部件的连接，即晶闸管和交流接触器的触头，其中的晶闸管为反并联连接。当处于运行状态的时候，采用了交流接触器投切，交流接触器的触头会有电弧产生，根据波形进行判断，其所做出的反映通过瞬间尖峰进行判断，当有电容投入的时候，就会在短时间内有超过额定电流八倍的涌流产生。当安装了补偿电容器之后，就会在一定程度上减少输电线路中所流通的电流，使得自动控制设备的能耗有所降低。在三相电路中，当有电流相位有所降低，且电压值呈现出下降的趋势的时候，补偿效果就会呈现出来，非常显著。
将电力电子技术融入到无功补偿装置中，提高自控技术的功能性，从符合开关的设计上就可以体现出来。此时的投切电路容量可以达到200Kvar，当控制电压为“零”的时候，处于自动控制电路中，可以使得可控硅被触发0.2 秒的时候，就会发生晶闸管接触器闭合，此时，波形图并没有出现波动异常。将电容器取出，从计算机电路进行仿真模拟操作，虽然并没有对于时间做出规定，却要求施加晶闸管触发脉冲，可以保证换流及时，以使电网在运行的过程中，避免出现过大尖峰现象。
4 结语
综上所述，当电网在运行的过程中， 没有适当的无功补偿，就会使电网负荷有所降低，且有无功潮流出现。通过采取无功补偿，可以保证电网运行，且实现节能降耗。将电力电子技术应用与无功补偿自动控制中，成为了优化无功补偿的有效方式。
【参考文献】
[1] 亓效生，苏将涛，夏坤，王立新. 电力系统无功补偿新技术新方法的研究与探讨[J]. 电源技术应用，2013 （04）.
[2] 杨小娟.110kV 变电站功率因数分析与无功补偿措施 [J]. 科技致富向导，2014（03）.
[3] 龙彪. 电力系统中无功补偿的重要性及其主要方式分析[J]. 科技与企业,2013（24）.
关键词：功率因数、无功功率、损失、补偿装置
0引言 焦煤自供电网在2002年将东西部联网并通过冯营电厂的韩营东线、韩营西线与国网并网。联网后自网功率因数低长期存在倒吸国网无功功率现象。目前集团公司各矿所用的用电设备绝大多数都是基于电磁感应原理而工作的变压器、电动机、冶炼炉等，这些设备除消耗必要的有功功率外，还必须要消耗或占用相当大的无功功率。资料显示，循环在工矿企业电网中的无功功率，一般达到相当于有功功率值的65%――110%，工矿企业6――10kv母线功率因数仅有0.65---0.84，无功功率环流所造成的损耗是极为可观的。因此提高功率因数，降低网损势在必行。
1、现场数据分析
1.1天官区变电站、九里山变电站现场实际情况如下：
1.1.1天官区变电站35kv变压器一台运行、另一台备用。加装无功补偿装置前功率因数0.85。九里山变电站35kv变压器一台运行、另一台备用。加装无功补偿装置前功率因数0.72.
1.2无功补偿技术能够借助于无功补偿设备为用电系统设备提高一定的无功功率，以提高用电设备乃至整个系统的功率因数，改善供电质量，提高供电效率，减少电费开支，降低生产成本，从而提高企业的经济效益。例：将1000kvA变压器的功率因数从0.8提高到0.98时：
补偿前：1000×0.8=800kw；补偿后：1000×0.98=980kw。同样一台1000kvA的变压器，功率因数改变后，它就可以多承担180kw的负荷。天官区变电站、九里山变电站是集团公司整个自供电网架通东西联网的110kv枢纽变电站。天官区变电站、九里山变电站功率因数低，那么整个自供电网功率因数也低，严重影响矿井安全。鉴于此，对天官区、九里山变电站展开研究以提高自网功率因数。详见图1。
1.3九里山变电站分析 ： 演九二线路功率因数0.85，演马升压站侧演九二线路功率因数0.91，但演东线功率因数0.98，故，九里山变电站需要加装功率补偿装置。九里山变电站6kv母线侧功率因数应由0.68补偿到0.95，实际有功功率为3000kw。（演九Ⅰ线路不考虑补偿原因是九九线路功率因数0.95；九罗线路不考虑补偿。）因此，九里山变电站6kv母线侧无功补偿为Qc=3000（tgp1-tgp2）=3000（1.078-0.329）=2247kva。九里山变电站加装TSC+HVC动态无功功率补偿装置一套；（其中：TSC600kvar，HVC3000kvar）；补偿前功率因数0.68，补偿后功率因数达到0.97。详见图2
1.4天官区变电站分析：天官区变电站6kv母线功率因数由0.85补偿至0.95，实际有功功率为2000kw。则：天官区变电站6kv侧补偿为：Qc=2000（tgp1-tgp2） =2000（0.484-0.329）=310kvar。因此，天官区变电站加装DWZB-2000电压型无功自动补偿成套装置；该装置的原理是根据电容器无功功率输出与电容量、频率、电压参量的关系，即Q=2πfcu通过调节电容器的端电压来调节其无功功率输出，满足系统无功功率的需要。达到稳定电压提高功率因数。容量为1500kvar；加装无功功率补偿装置后功率因数达到0.99。详见图3
2提高功率因数的优点
2.1通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。
2.2减少供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，改善电能的质量。
2.3在补偿的同时可以动态抑制系统谐波,改善电压畸变率.
2.4可以提高电气设备效率,增加变压器带载容量。举例说明：天官区变电站：将5000KVA变压器的功率因数从0.85提高到0.99时：补偿前：5000×0.85=4250KW；补偿后：5000×0.99=4950Kw。功率因数改变后，它就可以多承担7000KW的负载。九里山变电站将10000KVA变压器之功率因数从0.72提高到0.98时：补偿前：10000×0.72=7200KW；补偿后：10000×0.98=9800KW。功率因数改变后，它就可以多承担2600KW的负载。
2.5减少了用户的电费支出；透过上述各元件损失的减少及功率因数的提高,减少了电费的支出。
2.6改善电能质量：电力系统向用户供电的电压，是随着线路所输送的有功功率和无功功率变化而变化的。当线路输送一定数量的有功功率，若输送的无功功率越多，线路的电压损失越大。即送至用户端的电压就越低。当用户功率因数提高以后，它向电力系统吸取的无功功率就要减少，因此电压损失也要减少，从而改善了用户的电压质量。
3结论
