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晋 城 集 团培训资料杭州银湖电气设备有限公司目录一、 无功补偿的基础知识1、什么是功率、功率因数2、为什么需要提高功率因数3、无功补偿的基本原理4、无功补偿的方法5、无功补偿的意义二、补偿设备介绍 1、补偿设备的种类2、主要元件及作用3、接线形式三、高压无功补偿成套装置1、概述2、工作原理3、型号4、控制原则5、出厂试验四、操作维护事项1、安装、调试2、通电步骤3、成套产品故障处理4、维护第一篇、基本概念1、有功功率，无功功率，视在功率，功率因数有功功率（P）： 实际为电器所吸收的电功率无功功率（Q）：交流电网中，由于有阻抗和电抗（感抗和容抗）的同时存在，电感和电容所储的电能仍能回输到电网，这部分功率在电源与电抗之间进行交换，交换而不消耗，称为无功功率视在功率（S）：在交流电网中，如负载是纯电阻，电压和电流是同相位，那么电压和电流的乘积就是有功功率，但在有电感或电容的电路中，电压和电流有着相位差，所以电压和电流的乘积并不是负载电路实际吸收的电功率，而是表面上的数值，叫做视在功率功率因数（COSφ）有功功率与视在功率的比值就是功率因数 Q S P单相电路中：S=UXIP=U*I* cosφQ=U*I* sinφS=√P2+Q2 三相电路中：S=√3U*IP=√3U*I* cosφQ=√3U*I* sinφS=√P2+Q2感性无功：感性负荷产生的无功（电机、变压器等）容性无功：容性负荷产生的无功（电容器）2、为什么要提高功率因数在一定的有功功率下，当用户企业cosφ越小，其视在功率也越大，为满足用电的需要，供电线路和变压器的容量也越大，这样不仅增加供电投资，降低设备利用率，也将增加线路网损。

负载的功率因数过低，供电设备的容量不能充分利用，在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时，负载的功率因数越低，通过输电线路的电流越大，导线电阻的能量损耗和导线阻抗会造成电压降，所以功率因数是电力经济中的一个重要指标根据全国用电规则规定，在电网高峰负荷时，用户的功率因数应达到的标准：高压用电的工业用户和高压用电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为0.9以上，其它100KVA及以上电力用户和大中型电力排灌站，功率因数为0.85以上：农业用电功率因数为0.80以上凡功率因数达不到上述规定的用户，供电部门会在其用户使用电费的基础上按一定比例对其进行罚款所以要提高用户的功率因数，必须进行无功补偿3、无功补偿的基本原理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，当容性负载释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间交换这样感性负荷所吸收的无功功率可从容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本4、无功补偿的方法无功功率补偿的方法很多，采用电力电容器或采用具容性负荷的装置进行补偿我们这里重点介绍电力电容器的补偿方法，电力电容器的补偿有两种方法：并联补偿和串联补偿两种。

串联补偿：是把电容器直接串联到高压输电线路上，以改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗这种补偿方法的电容器称做串联电容器，应用于高压远距离输电线路上，用电单位很少应用 并联补偿：是把电容器直接与被补偿设备并接到同一电路上，以提高功率因数这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器，用电企业都是采用这种补偿方法无功补偿的基本原则：无功就地平衡5、无功补偿对电网的补偿效益 1）、无功补偿改善电能质量 电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切合理安装补偿设备可以改善电压质量 负荷(P+Q)电压损失ΔU简化计算如下：                       ΔU=(PR+QX)/U                       式中:U-线路额定电压，kV                       P-输送的有功功率，kW                       Q-输送的无功功率，kvar                      R-线路电阻，Ω                       X-线路电抗，Ω 安装补偿设备容量Qc后，线路电压降为ΔU1，计算如下：                       ΔU1=[PR＋(Q－Qc)X]/U 很明显，ΔU1＜ΔU，即安装补偿电容后电压损失减小了。

由式(1)、(2)可得出接入无功补偿容量Qc后电压升高计算如下：                         ΔU-ΔU1=QcX/U 由于越靠近线路末端，线路的电抗X越大，因此从(3)式可以看出，越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好 2）、　无功补偿降低电能损耗 安装无功补偿主要是为了降损节能，如输送的有功P为定值，加装无功补偿设备后功率因数 由cosφ提高到cosφ1，因为P＝UIcosφ，负荷电流I与 cosφ成反比，又由于P＝I2 R，线路的有功损失与电流I的平方成正比当cosφ升高，负荷电流I降低，即电流I降低，线路有功损耗就成倍降低反之当负荷的功率因数从1降低到cosφ时，电网元件中功率损耗将增加的百分数为ΔPL%，计算如下：                  ΔPL%＝(1/cos2φ-1)·100%  功率因数降低与功率损耗增加的百分数之间的关系如表1 表1 功率因数从1降低到左列数值 0.950.90.850.80.750.70.65电网元件中有功损耗增加百分数△% 1123385678104136功率因数提高对降低有功功率损耗的影响见表2。

表2 功率因数由右列数值提高到0.950.60.650.70.750.80.850.9 可变有功功率损耗降低的百分数60534638292010 3）、　无功补偿挖掘发供电设备潜力 (1)　在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因此可以多送有功功率可多送的有功功率ΔP计算如下：            ΔP=P1-P=S(cosφ1-cosφ) (2)　如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，因此所需要的配变容量也相应地减少ΔS计算如下：           ΔS＝S-S1＝P(1/cosφ-1/cosφ1) 可以减少供电设备容量占原容量的百分比为ΔS/S计算如下：           ΔS/S=(cosφ1-cosφ)/cosφ1=(1-cosφ/cosφ1) (3)　安装无功补偿设备，可使发电机多发有功功率系统采取无功补偿后，使无功负荷降低，发电机就可少发无功，多发有功，充分达到铭牌出力 4）、　无功补偿减少用户电费支出 (1)　可以避免因功率因数低于规定值而受罚 (2)　可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗，因而相应可以减少电费的支出。

 综上所述，采用无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的节能措施并联补偿电容器原理简单、使用方便、运行经济、投资省、可以分组投切保证电压合格率和合理的功率因数第二篇、高压补偿设备介绍1、 补偿种类并联电容器补偿形式1) 就地补偿TBB-J2) 固定补偿TBB-C3）自动补偿TBB-Z动态补偿装置MSVC2、 补偿装置主要元件及作用主要设备：1） 就地补偿TBB-J隔离开关、电容、电抗、喷逐式熔断器、放电装置2）固定补偿TBB-C隔离开关、电容、电抗、喷逐式熔断器、放电装置、真空接触器（选配）3）自动补偿GWK-Z隔离开关（选配）、电容、电抗、喷逐式熔断器、放电装置、真空接触器、控制器、限流熔断器4）动态无功补偿装置MSVCMSVC装置由补偿（滤波）支路和可调电抗器（简称MCR）并联支路组成补偿（滤波）支路：隔离开关、电容、电抗、喷逐式熔断器、放电装置可调电抗器支路：磁控电抗器、晶闸管阀、微机控制器各元件的作用：a) DWK/BR型电压无功综合调节控制器它可在成套装置的操作面板上也可单独组屏，接受变压器二次母线电压互感器的二次电压信号和电流互感器二次电流信号，计算所需补偿的无功量，控制电容器组的投切。

b) 高压并联电容器：电容器是无功补偿装置的主体，由它产生容性无功功率补偿负载的感性无功功率c) 抑制涌流或谐波的电抗器：用干式空心电抗器或是铁心电抗器，后者的优点是体积小，周围产生的磁通小，适合安装在柜内它的作用是抑制电容器合闸时的涌流或谐波，减少合闸时（后）对电网的干扰或谐波放大和对电容器的冲击、损坏d) 放电线圈：它的作用是电容器分闸后作为电容器的放电回路，放电完毕允许电容器再投入否则，在再投入时将在电容器二端产生过电压，可能损坏电容器放电线圈的付边接成开口三角形作为电容器零序保护，放电线圈可以用电压互感器替代e) 氧化锌避雷器：它作为过电压保护f) 喷逐式熔断器：每台电容器配一支熔断器，作为单台电容器的过流保护g) 限流熔断器：它是整套装置的过流保护h) 真空接触器：电容器组的投切开关，它的投切由DWK/BR型电压无功综合调节控制器来控制i) 隔离开关：有明显的开断点，做为检修时隔离高压电源j) 磁控电抗器：通过控制晶闸管的导通角，调节电抗器的输出容量，提供合适的感性无功3、 接线形式GWK-Z一次系统图 TBB-C、TBB-J一次系统图第三篇、高压无功成套补偿装置1、 概述GWK-Z型高压无功自动补偿成套装置由若干组TBB-Z型自动补偿柜组成。

每组自动补偿柜内含真空接触器（断路器）、电压互感器、电流互感器、抗涌流或谐波的干式空芯（或干式铁芯）电抗器、电容器及相应控制、保护器件.一般为组装在一个柜体内的一体化装置专门为冶金、煤炭、机械、水泥、交通、化工等行业6kv、10kv系统负荷变化较大场所设计制造的 本成套装置可以是一组自动补偿柜和一个控制器，单独成套，也可以是二至四组共用一个控制器，由内部母排连接后组成一套以下仅说明其中的一套2、工作原理成套装置由有高可靠性的控制器按照模糊控制策略进行电压无功综合控制电容器组由高压真空开关来投切当控制器检测到的无功功率值超过整定值时，控制器根据需投电容器组的级数，给出控制信号，自动合闸高压真空开关，将电容器组投入运行；当负载无功功率值低于整定值时，控制器给出控制信号将高压真空开关断开，电容器组退出工作以上工作状态完全自动进行2、 规格型号GWK-Z―□―□补偿总容量额定电压高压无功自动补偿成套装置TBB―Z―□―□一套装置总容量装置额定电压自动补偿并联电容器装置 . 4、成套装置的控制原则1）电压优先调控原则电压超高定值时，切除电容器组；电压超低定值时，在保证不过补条件下投电容器组2）无功补偿控制原则（即电压合格范围时的原则）无功欠补投电容器组；无功过补切。