动态无功补偿装置的种类

一、功率、功率因数

在电网中，功率分为有功功率、无功功率和视在功率。交流电网中，由于有阻抗和电抗（感抗和容抗）的同时存在，所以电源输送到电器的电功率并不完全做功。因为，其中有一部分电功率（电感和电容所储的电能）仍能回输到电网，因此，凡实际为电器（电阻性质）所吸收的电功率叫有功功率率。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，交换而不会消耗，称为无功功率。

当电网电压为正弦波形，并且电压和电流同相位时，电阻性电气设备从电网吸收的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P＝U×I电阻性电气设备包括白炽灯、电热器等。电动机和变压器运行时需要建立磁场，这部分能量不能转化为有功功率，因此称之为无功率Q。此时电流滞后电压一个角度φ。在选择变配电设备时应按视在功率S，即有功功率和无功功率的几何和：S＝√P2＋Q2

无功功率的传输加重电网的负担，使电网损耗增加，因此需要对其进行就近和就地补偿。并联电容器可以补偿或平衡电气设备的感性无功功率。当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电网只传输有功功率P。

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，用字母S表示。通常视在功率的单位用千伏安，用字母KVA表示。有功功率与视在功率的比值就是功率因数，用COSφ表示，它是没有单位的COSφ＝P／S（％）。

电网基本元件：

电阻性质的电器：电阻丝、加热、发光装置。

电感性质的电器：电动机、变压器等

电容性质的电器：电容器、电缆等

二、提高功率因数的意义：

在一定的有功功率下，当用户的COSφ比较小，视在功率比较大，为了满足用电的需要，供电线路和变压器的容量需要大，这样，增加了供电投资、降低设备利用率，也增加线路网损。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，通过输电线路的电流增大，导线电阻的能量损耗和导线阻抗会造成电压降。所以，功率因数是电力系统中的一个重要指标。

根据国内用电规定，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，其它用户，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，需要提高用户的功率因数，必须进行无功补偿。

三、无功补偿的原理和方法

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；而当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，可以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。

无功功率补偿的方法很多，以采用电力电容器或采用具有容性负荷的装置进行补偿比较多。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。

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，应用比较少。

并联补偿：是把电容器直接与被补偿设备并联连接到同一电路上，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。电容器的补偿形式，以无功就地平衡为原则。

四、无功补偿在系统中的作用

补偿无功功率，提高功率因数

增加电网的传输能力，提高设备利用率

降低线路损失和变压器有功损失

减少设备容量

改善电压质量

五、动态无功补偿装置的种类

1.   电容器分组自动投切

2.   TSC型自动分组投切装置

3.   调压技术

4.   TCR型SVC动态无功补偿装置

5.   MCR型SVC动态无功补偿装置。（以下将会分别介绍这5种类别）

1.分组自动投切：

利用真空开关或接触器，分组自动投切并联电容器；真空开关和接触器式的投切，涌流大，开关寿命低，不能实现连续无级调节。

2.TSC型自动分组投切装置：

利用串联晶闸管代替真空接触器，作为投切开关，对流过电容器的电流进行调节，实现无功功率的调整，其实质是自动分组投切，是传统技术的改进；属于离散式调节，容易过补和欠补、电压容易波动；晶闸管串联在高压回路，容易被击穿；晶闸管发热量大，需要辅助冷却设备，维护量大。

3.调压式：

利用有载调压变压器（自耦式）调节电容器两端的电压，实现容性无功功率的调节；是细化了的分组自动投切，不能实现连续无级调节；变压器受涌流冲击和谐波影响，可靠性下降。无法实现滤波，甚至可能引起谐振的危险

4. TCR型SVC动态无功补偿装置：

利用晶闸管控制电抗器（TCR）式的动态无功补偿装置（SVC），是通过控制晶闸管的导通角和导通时间，以控制流过电抗器电流的大小和相位，实现感性无功的连续可调，从而实现容性无功的动态补偿。

5.MCR型SVC动态无功补偿装置

利用磁控电抗器电抗值连续可调，实现感性无功的连续可调，从而实现容性无功的动态补偿。结构上分为磁阀式、裂芯式和磁控式。