無功功率補償及濾波補償

電能質量越來越重要，提高功率因數是*重要的手段，不僅節約用電成本而且投資效益十分顯著。

電網中的變壓器，電機、感應加熱器、線圈等感性負載的電流滯後產生的磁場反向能稱為無功功率。此外電力的輸送也會產生大量的無功功率。它們導致：

■增加電能消耗及用電成本

■增大電網功率損耗及電網壓降

■降低輸電效率

■增加變壓器損耗及配電電纜尺寸

■引發瞬變，暫態，波動，畸變，下凹等

各種負載的功率因數

負載類彆半載～滿載

感應電機0.6～0.9

一般工業0.6～0.8

造紙工業0.5～0.8

化工設備0.75～0.85

電弧爐0.6～0.8

水泥工業0.75～0.85

交流焊機0.35～0.4

鋼鐵工業0.6～0.85

塑膠工業0.6～0.75

感性負載的電流滯後諧波的產生及影響：

電力係統中大量非線性或直流設備產生大量的諧波，造成波形畸變而嚴重影響電能質量及威脅設備及電網的**運行。

諧振：在諧波負載的電力係統，投入的電容器會造成諧振，使電網及器件發生嚴重故障，就電容器而言，並聯諧振使諧波電流放大，造成電容器嚴重過電流而損壞，串聯諧振使電容器嚴重過電壓而損壞，在諧波情況下，除了電容器，對補償係統中的電抗器，接觸器，熔斷器等器件均應考慮諧波承受裕度的**可靠。

■電容器的電壓升高

電容器串聯電抗器後，電容器端電壓上升

即：UC＝U＋UL＋UH

UC：電容器串聯電抗器後的端電壓

U：係統電壓

UL：流入串聯電抗器諧波電流造成的電壓升高

UH：流入電容器各次諧波電流造成的電壓升高

根據串聯不同電抗率，UL為：

UL＝UC／（1－U）

無功補償主要器件

■電容器

產生超前無功功率以補償滯後的無功功率，穩定電網電壓，進行電網波形校正。低壓從100V～1000V，容量從1KVAR～100KVAR（單台），1000KVAR（裝置）

■電抗器

針對電網非線性負載的諧波汙染，與電容器串聯諧振組成去諧電容器組，降低諧波畸變達到清潔電網的目的。

■接觸器

作為開關器件切換電容器組，開關操作有機械方式為主，對快速負荷應采用電子開關方式，如電焊機，吊機等。

■熔斷器

當今無功補償采用熔斷器負荷開關代替塑殼開關作短路保護，是更為可靠，有效，及**的選擇。

■控製器

智能化無功優化控製裝置，可保證電容器組優化組合及用*少開關次數實現*大的操作可能性，對快速負荷采用不同的信號（電平）觸發方式。

各類無功補償並串聯諧振及濾波係統

■純電容補償係統：

用於電網諧波符合國際標準，或可經驗估算，其係統中總的非線性設備僅小於總設備容量的15－25％

■帶調諧（濾波）電抗器的補償係統：

由於在含有諧波的係統中不能適用電容補償（或按經驗，係統非線性設備容量大於25％小於50％），因此必須串聯調諧（濾波）電抗器，通常將串聯諧振頻率設置為低於係統可能的*低次諧波（一般為5次250HZ），從而在諧波頻率下使電容器組呈感性，此時無諧振及諧波放大並由於良好的阻抗匹配，能吸引諧波（如5次）*高可達30％－50％，*常用及*可靠的選擇是選取7％的電抗率能適合絕大多數場合的使用。

■純濾波電容器裝置

在大量諧波的係統中采用（或係統非線性設備大於50％，裝置在工頻時產生無功以提高功率因數，

對電抗器按諧波頻率設置為串聯諧振而引起的低阻抗以吸取大部分諧波電流，按正波形畸變，濾波器還按不同的電網情況，設計為單調濾波器，雙調濾波器及高通濾波器詳情請接洽本公司。

■晶閘管動態快速電容補償（濾波）係統

在工業用戶中，某些頻繁快速變化的負荷，如電焊機，港口吊車、油田抽油機，電網廠電弧爐等需采用晶閘管快速控製補償方式，這時裝置開關器件中半導體晶閘管擔任，投切時間可達到20MS以內，但是，常規負荷下不宜采用，以避免不必要的波形損失及成本提高。

無功補償類型選擇

無功補償有

純電容的標準型，

帶串聯電抗器的去諧型

及主要為濾波設計的濾波型，

其選擇取決於係統非線性設備總容量Q與係統設備總容量P的關係。

如圖示，

如果Q《20％，則可選標準補償型，

如果Q《50％，則應該選用加裝電抗器的去諧型補償，

如果Q》50％則應選用純濾波型。選配要點（特指400V電網）

■電容器：

無功容量（KVAR）＝負載有功功率PX（TANθ1－TANθ2）

其電壓等級應該優選440V，更適合中國電網波動較大，電網存在諧波的現狀，特彆是在將來加裝電抗器（主要為7％）後，可不必更換電容器。本公司的電容器在設計製造時，充分考慮了中國電網的實際情況，在電氣絕緣，防護強度，安裝等級，包裝運輸等均更適合。

■保護熔絲：

應優選慢燒斷高開斷容量的熔絲，其定值為電容器額定電流的1.6－1.8倍，如采用電磁式斷路器，則應整定在9－12倍的額定電流值。

■專用接觸器：

雖然GMKP可承受200倍的瞬變電流，應選用帶超前觸點的專用接觸器，可利用超前的電阻抑製開關浪湧電流，應考慮環境溫度對開斷容量的影響。

■放電：

電容器再次接通前，必須要放電至額定電壓的10％，GMKP本身附帶放電模塊可使電容器在1分鐘內放電至50－75V。

■電抗器：

由於5次、7次是低壓電網之重要諧波，通常均選用7％的電抗器，其額定容量與其相串聯的每一回路的電容器的容量（KVAR）相等，這時電容器應選440V等級，針對照明、加熱，UPS的3次諧波，應選用14％或13％電抗器，這時電容器應選525V或480V等級。提高功率因數的經濟性

■降低係統總電流

■提高變壓器及線路的效率

■穩定及提高係統電壓

■投資回收期在6－24個月之間

■符合節約環保的發展理念

熔斷器熔絲及電纜截麵選擇

（400～440V）

400V時的無功容量（KVAR）	電容器額定電流（A）	熔斷器的電流（A）	連接電纜截麵（MM）
5	7.2	16	2.5
6.3	9	20	2.5
7.5	10.8	20	2.5
8.3	12	20	2.5
10.4	15	25	4
12.5	18	35	6
15	21.7	50	10