低压无功功率补偿论文

低压无功功率补偿论文（精选12篇）

低压无功功率补偿论文 篇1

从目前我国电网的消耗功率情况来看, 各个网络及其输配电路都要消耗很大的无功功率, 而且在这当中低压配电网要占相当大的比例, 低压配电网大量的无功电荷都需要进行补偿。为了提高质量而降低消耗, 提出了安装无功补偿装置来提高功率, 降低消耗, 从而全面实现无功化补偿。

1无功功率简介

在电网中无功功率的作用是相当大, 首先, 电动机要从电源获取无功功率来维持旋转的磁场所需要的最低电功率。其次, 就是变压器要通过绕组的方法使得变化的磁场产生感应电压。也因此, 那些电感类的设备不仅仅需要无电电功率, 而且还必须从电源获得无功功率, 这样一来才能够正常地运行。无功功率对电网的影响也有很多, 比如:①会使得电线线路有很大的损耗。②使得电力系统内很多电气设备都得不到充分的利用。③同时还会增加输电配电线路当中电能的损耗。

2低压无功补偿的目的

现代电力企业当中, 节能降耗是首要, 所以一切的运行方案都要围绕这一原则进行。而在这当中功率是其首要的影响因素。因此, 很多电力企业都将功率因素作为电网运行的考核指标。为了能够达到指标, 就必须结合当地的环境, 进行无偿功率的规划设计, 其目的就是:①最大可能地提高功率因数, 改变当地的供电质量, 使电力企业的经济效益达到最大。②精确地制定无功补偿的实施方法。选择无功补偿装置的安装地点, 使其效果达到最大化。③提高当地的电压质量, 优化当地的电网, 使电压优化运行, 电网无功化, 同时, 也使电力企业的经济得到保障。④确保被规划的地区电力运行平衡, 保证其当地的无功平衡。⑤为了防止无功补偿方式所引起的电机自励磁。

3补偿电容器的投切条件分析

1) 电容器的投切条件补偿装置是以功率因数、电流、电压为投切条件的。

这类装置是用一相电流和三相电压经过计算得到功率因数, 再作比较。如果所测量的因数比设定的投人门限低, 则控制三相电容器组一起投;如果比设定的大, 则应该控制三相电容器组一起切除。但是, 当电路的电压比设定的上限值高时, 或者是设定的电流较大时, 三相电容器组就不能够投入。

2) 实际操作当中的问题。

这类装置完全没有考虑到在低压负荷中存在的三相不平衡问题。当交流信号是一相电流时, 其不能精确地显示出实际上三相电压的无功缺憾, 然而, 在三相电压的负荷处于不平衡状态时是不能够投入的。门限与电容器不相符, 则会造成装置补偿发生投切振荡, 从而造成极大的人力、物力损失。因此, 这套装置就只适合功率因数较低的供电区域。

4低压无功补偿的节能效益

在负荷运行时会需要很多的无功功率和电源来进行互换。采用低压无功补偿装置后, 为用电负荷提供了几乎100% 的无功功率, 10 kV 电网输入的功率主要是有功功率, 所以功率因数得到了大幅度的提升, 也因此在节能效益上带来了一些福利。主要表现为:①大幅度地降低了线路及其变压器方面的损耗。根据上述分析我们不难得出:对于那些确定的用电负荷, 因为线路及其变压器方面的电流极大地减小, 而供电线路及其变压器上所消耗能量与电流是成二次方的关系的, 也就是说, 损耗会比先前大幅度地减少。②在某种程度上来说是提高了配电设备的能力。线路的输送能力大小以及变压器容量大小决定了配电设备的供电能力。对于用量一定的负荷来说, 在确定有用功的功率的情况下, 功率因数越低, 则就要提供更大的电流。但是当进行了无功补偿后, 补偿电容器就会提供无功补偿所需要的负荷, 而线路及其变压器方面则由有用功率来承担, 从而极大地减少了线路和变压器上的电流, 这时就可以接纳更多的负荷, 因此, 提高了设备的能力。③这套装置极大地减少了其电费方面的支出。再添加了低压无功补偿这套装置后, 不但降低了消耗, 而且还提高了功率因数, 还实行了一定的奖励方案, 减少了电费方面的支出。④这套装置还在提高电压质量方面作出了很大的贡献。前面说了线耗和电流成二次方的关系, 而补偿线路上的电流流量明显地减少, 也因此减小了损耗, 从而提高了供电电压, 也就是说提高了电压的质量。

5结语

低压无功补偿装置极大地提高了功率因数, 减少了损耗, 而且其装置再投入使用后产生了相当好的效果, 使当初改造电线路的目的得以实现。在另一方面, 无功补偿对于企业的经济有很大的帮助, 因为国家的相关制度明确表明:不同的单位所规定的功率因数不同, 所达到的要求自然也不相同, 但是有一点是大致相同的, 即比规定的值低的可以多收取电费来补偿, 而多于规定数值的就应该减少电费的收取。世界在不断地变化, 所有的事物都在日新月异, 所以探索合适的方法是一条漫长的道路, 我们必须不断地创新, 探索更好的方法来使电力事业得以发展、壮大。

参考文献

[1]苑舜, 韩水.配电网无功优化及无功补偿装置[M].北京:中国电力出版社, 2003.

[2]孟祥忠.现代供电技术[M].北京:清华大学出版社, 2006.

[3]肖宛昂, 陈剑云.基于DSP的跟踪频率变化的交流采样技术[J].单片机与嵌入式系统应用, 2003 (3) ;11-13.

低压无功功率补偿论文 篇2

2、抄见电量为抄表卡片上的总平电量×倍率

3、变损电量=力率平方比×线圈损失×+铁损（要查变损表）

4、线损电量=（抄见电量+变损电量）×3％

5、线损△AL=3线×I ×RL（线路电阻）-0.65Ω/千米×K系数（1.2）×T（时间24小时）×10 注明：系数I=（有功电量/ 720）÷（×V千伏数×Cos φ）

6、力率电费=（电度电费+峰谷电费）×力率标准

7、峰谷电量通过抄表卡片上的峰电差÷总平，得到一个百分数，再用这个百分数×合计电量

8、基本电费只有大工业315KVA及以上有该项

9、峰谷电费=（峰电量×1.5+谷电量×0.5）×倍率

10、电量=（本月表示数-上月表示数）×倍率

11、总有功电量=（峰电量+谷电量+平电量）

12、实际倍率=电压互感器变比×电流互感器变比

13、电度电费=（合计电量-峰电量-谷电量）×电价

注：这里所写的是消费者手中红色票据的计算方法，各地可能有少许差异，但不会太大。

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1、抄收员应掌握电能表知识有哪些？

答：抄表员正常工作是抄录电能表，也经常遇到用户有关电能表事宜的咨询，因此一般要求抄表员掌握如下的电能表知识：

（1）电能表容量的配置以及常用选择计算公式；

（2）电能表在什么情况下必须使用互感器；

（3）电能表的准确度，以及几种误差的概念；

（4）电能表倍率的计算；

（5）电能表结构和工作原理、技术数据；

（6）电能表本身及其附件的常见故障；

（7）电能表安装知识和几种常见接线。

2、协议电量应如何计算？

答：当计量装置不能准确计量用户电量时，根据用户实际容量和使用时间计算出当月电量，或按前三个月平均用电量确定的。

3、对月用电量较大的用户如何收取电费？

答：对月用电量较大的用户，供电企业可按用户月电费确定每月分若干次收费，并于抄表后结清当月电费。收费次数由供电企业与用户协商确定，一般每月不少于三次。对于银行划拨电费的，供电企业、用户、银行三方签订电费划拨和结清的协议书，供用电双方改变开户银行或帐号时，应及时通知对方。

4、在什么情况下用户负担变、线损？

答：当用电计量装置不安装在产权分界处时，线路与变压器损耗的有功与无量均由产权所有者承担。

5、两部制电价包括哪几部分？

答：两部制电价包括电度电价、基本电价和力率调整电费三部分组成。

6、两部制电价的执行范围及电费计算方法？

答：容量在315KVA及以上的大工业用户均实行两部制电价。电费计算方法：

（1）电量电费是按实际用电量乘以单价来确定。实行峰、谷、平复费率计算方法。

（2）基本电费是按设备容量来计算，按变压器容量计算15元/KW(KVA)/月，按最大需量计算22元/KW(KVA)/月。

7、执行商业电价的用户是否执行峰谷分时电价？

答：用电契约容量在100KVA（KW）及以上的商业用户执行峰谷分时电价。如何计算利率调整电费？ 力率调整电费应根据用户功率因数高低，按功率因数调整办法的规定，以电度电费、基本电费做为基数调整增收或减收力率电费。

8、容量100千伏安及以上的商业用户应执行的力率标准是多少？

答：0.85。

9、按我省现行规定集中取暖的电锅炉执行什么电价？ 答：用于集中取暖的电锅炉执行居民生活电价。

10、执行商业电价的用户是否执行灯力分算？ 答：执行商业电价的用户不执行灯力分算。

11、大工业用户的生产照明用电应执行什么电价？ 答：应执行大工业电价。

12、对科研、医疗等单位空调、电热应执行什么电价？

答：科研、院校、医疗及学术研究、试验单位的恒温、干燥箱、冷藏设备、烘焙、电解、电化等用电，总容量在3千瓦及以上者，按非工业电价计费。

13、对于农村工业生产用电如何计价收费？

答：农村兴办的社办工业或乡镇工业，符合大工业、普通工业条件的，应执行大工业、普通工业电价。农村用电由一台配电变压器或一条线路混合供电的，应分表计量，按不同电价分别计费。

14、大工业用户暂减容、暂一撤和暂停用电后容量不足两部制电价规定时应执行何种电价？ 答：仍然执行两部制电价。

15、哪些照明用电执行非工业电价？

答：地下防空设施的照明，基建工地照明，电影制片厂摄影棚水银灯等均执行非工业电价。

16、物质供销公司、培训中心、医院照明、加油站、路灯分别应执行什么电价？

答：物质供销公司、培训中心、加油站应执行商业电价；医院照明、路灯应执行非居民照明电价。

17、对于加变损又加线损的用户，应如何计算？

答：首先计算变损，然后计算线损（即计算线损电量包括变损电量），但计算力率时不包括线损。

18、哪些用户执行峰谷分时电价？

答：下列用户应执行峰谷分时电价：

（1）电网直供的容量在320（含315）千伏安及以上的大工业用户；

（2）100千伏安及以上非工业、普通工业用户；

（3）趸售转供单位应执行峰谷分时电价。

19、峰谷时段是如何划分的？

答：高峰时段：7：30-11：30 17：00-21：00 低谷时段：22：00-5：00 其余时段为平时段。

20、执行峰谷分时电价用户的线损、变损应执行哪一时段电价？

答：执行峰谷分时电费用户的线损、变损电量按平时段电量计费。

21、我省三峡基金收取的标准及收取范围是什么？

答：收取标准每千瓦时4厘。收取范围为全社会各类用电全部收取，趸售用电按二次抄见电量收取。

22、我省电力建设基金收取的标准及收取范围是什么？

答：收取标准每千瓦时2分，其中国有重点煤炭企业生产用电，核工业铀扩散厂和堆化工厂生产用电暂减至每千瓦时三厘。收取范围：除农业排灌、抗灾救灾及氮肥、磷肥、钾肥、复合肥生产等用电外的所有用电全部收取。趸售用电按二次抄见电量收取。

23、某用户自备变压器因停产但未申请停用，供电企业是否收取变压器损失？

答：用户即未报停用，也未用电，二次计量应加变损。应按变压器铭牌标识的或“损失手册”上规定的铁损、空载电流数值计算出有功损失和无功损失。有功损失=铁损×运行时间(720小时)无功损失=空载电流%×变压器容量×时间×1/100。

24、大工业用户减容量不足两部制电价规定时执行何种电价？

答：如果用户申明为永久性减容的或从减容设备加封之日起期满二年又不办理恢复用电手续的，其减容后的容量已达不到实施两部制电价规定容量标准时，改为单一电价计费。

25、功率因数调整电费标准和范围是如何确定的？

答：（1）功率因数标准为0.9：适用于160千伏安以上的高压供电工业用户，装有带负荷调整电压装置的高压供电电力用户和315千伏及以上的高压供电电力排灌站。

（2）功率因数标准为0.85：适用于100千伏安(千瓦)及以上的其它工业用户(包括社队工业用户)100千伏安(千瓦)及以上的非工业用户和100千伏安(千瓦)及以上的电力排灌站。

（3）功率因数标准为0.8：适用于100千伏安(千瓦)及以上的农业用户和趸售用户，但大工业用户未划由直接管理的趸售用户，功率因数标准应为0.85。

26、用电类别有哪些？

答：城乡居民生活用电、非居民生活用电、商业用电、大工业用电、普通工业用电、非工业用电、农业生产用电、趸售用电。

27、用户使用单相用电设备总容量不足10千瓦的可采用什么方式供电？

答：可采用低压220V供电。但有单台设备容量超过1千瓦的单相电焊机、换流设备时,用户必须采取有效的技术措施以消除对电能质量的影响，否则应改为其他方式供电。

28、计算临时用电设备容量的系数是如何规定的？

答：变压器（千伏安）乘以系数0.7，交流电焊机乘以系数0.5，电动机乘以系数0.8。

29、零散居民用户怎样收取贴费？

答：零散的居民用户，电能表标定电流超过5安培时，按实际容量计收贴费。

30、利用居民住宅照明经营用电，贴费如何收取？

答：利用居民住宅照明开食杂店等属经营性商店的，应到供电企业办理用电手续，按电表容量交纳贴费，执行商业电价，统建的居民楼，已交纳贴费的用户开设的食杂店不再重复收取贴费，但应执行相应类别的电价

31、用户因故撤销用电申请，并要求退还已交纳的贴费，应如何处理？

答：若未安排相应工程时，可收取贴费总额的10%的管理费，其余退还。若工程已经开工，可根据工程进展情况收取贴费总额的30%以上的工程费（包括勘探、设计、施工费等）；若工程已结束，则不再退还贴费。

32、某用户申请380V供电拟从变压器开始自建，按现行贴费标准应如何收取贴费？

答：应按新的标准向该用户收取每千伏安220元的供、配电贴费。其中，供电贴费每千伏安120元。配电贴费每千伏安100元。

33、哪些用户可以免交供电贴费？

答：凡符合下列条件的380/220伏用户可免交供电贴费，但仍需交配电贴费。

（1）中、小学校及机关、部队、企业、合资、独资（含个人）开办的中小学校教学用电。

（2）县级以下中、小型医院医疗用电。

（3）民政部门举办的救济福利事业单位，如：福利院、养老院、孤儿院。

（4）集中供热的电锅炉等免收全部贴费。上述单位的用电若过户或转让给应全额交纳贴费的单位时，应补收供电贴费。机关、部队、企业办的职工中学、技工学校的用电，要全额交纳贴费。

35、正常计划停电未按服务承诺规定向社会公告或未通知重要客户的，对工作责任人给予经济处罚1000元；给客户造成损失的，视情况调离工作岗位或给予相应的行政处分；

36、电力故障报修服务，无故超过时限到达现场，对工作责任人给予经济处罚500元。不及时抢修，拖延恢复送电，在客户中造成影响的，给予记过处分并调离岗位；

37、农网改造后的竣工县和未竣工县的竣工台区电价超过省物价局核定价格的，未竣工台区的农村照明电价高于0.90元/千瓦时的，均对责任人给予经济处罚1000元，并视情节给予相应的行政处分；

38、什么是三相四线制？为什么低压供电线路常采用三相四线制？

答：三相四线制是带电导体配电系统的型式之一。三相指L1---(A)相、L2---(B)相、L3---(C)相三相，四线指通过正常工作电流的三根相线和一根N线(中性线)，不包括不通过正常工作电流的PE线。由于在三相四线制中有中线，而中线的作用在于保证负载上的各相电压接近对称，在负载不平衡时不致发生电压升高或降低，若一相断线，其他两相的电压不变。所以在低压供电线路上采用三相四线制。

39、供电设施的运行维护管理责任分界点确定的原则是什么？

答：供电设施的运行维护管理范围，按产权归属确定。责任分界点按以下原则确定。

（1）公用低压线路供电的，以供电接户线用户端最后支持物为分界点，支持物属供电企业。

（2）10千伏及以下公用高压线路供电的，以用户厂界外或配电室前的第一断路器或第一支持物为分界点，第一断路器或第一支持物属于供电企业。

（3）35千伏及以上公用高压线路供电的，以用户厂界外或用户变电站外第一基电杆为分界点，第一基电杆属于供电企业。

（4）采用电缆供电的，本着便于维护管理的原则，分界点由供电企业与用户协商确定。

（5）产权属于用户且由用户运行维护的线路，以公用线路分支杆或专用线路接引的公用变电站外第一基电杆为分界点，专用线路第一基电杆属于用户。在电气上的具体分界点，由供用双方协商确定。

40、配电网的电压等级分为哪几类？

答：配电网的电压等级分为三类：

（1）高压配电电压(110，63，35千伏)；

（2）中压配电电压(10千伏)；

（3）低压配电电压(380/220伏)。

41、配电变压器并列运行应符合哪些条件？

答：配电变压器并列运行应符合下列条件：

（1）额定电压相等，（2）电压比允许相差±0.5%；

（3）阻抗电压相差不得超过10%；

（4）接线组别相同

（5）容量比不得超过3：1。

42、变压器的运行电压应符合哪些要求？

答：变压器的运行电压一般不高于该运行分接额定电压的105%，对于特殊的使用情况(例如变压器的有功功率可以在任何方向流通)，允许在不超过110%的额定电压下运行，对电流与电压的相互关系如无特殊要求，当负载电流为额定电流的K(K≤1)倍时，按以下公式对电压U加以限制：U(%)=110-5K2。并联电抗器、消弧线圈、调压器等设备允许过电压运行的倍训和时间，按制造厂的规定。

43、电气设备的高、低压是如何划分的？ 答：高压：设备对地电压在250伏以上者； 低压：设备对地电压在250伏及以下者。

44、无功补偿的原则是什么？(手动投切，自动补偿，低压自动补偿，自动补偿的调节方式)答：采用电力电容器作为无功补偿装置时，宜就地平衡补偿。低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿；高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿。容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率宜单独就地补偿。补偿基本无功功率的电容器组，宜在配变所内集中补偿。在环境正常的车间内，低压电容器宜分散补偿。无功补偿容量宜按无功功率曲线或无功补偿计算方法确定。无功补偿装置的投切方式，具有下列情况之一时，宜采用手动投切的无功补偿装置；

（1）补偿低压基本无功功率的电容器组。

（2）常年稳定的无功功率。

（3）经常投入运行的变压器或配、变电所内投切次数较少的高压电动机及高压电容器组。无功补偿装置的投切方式，具有下列情况之一时，宜装设无功自动补偿装置：

（1）避免过补偿，装设无功自动补偿装置在经济上合理时。

（2）避免在轻载时电压过高，造成某些用电设备损坏，而装设无功自动补偿装置在经济上合理时。

（3）只有装设无功自动补偿装置才能满足在各种运行负荷的情况下的电压偏差允许值时。

当采用高、低压自动补偿装置效果相同时，宜采用低压自动补偿装置。无功自动补偿的调节方式，宜根据下列原则确定：

（1）以节能为主进行补偿时，采用无功功率参数调节；当三相负荷平衡时，亦可采用功率因数参数调节。

（2）提供维持电网电压水平所必要的无功功率及以减少电压偏差为主进行补偿者，应按电压参数调节，但已采用变压器自动调压者除外。

（3）无功功率随时间稳定变化时，按时间参数调节。

45、提高功率因数有那些方法？

答：提高功率因数有两种方法，即：机械调整与自然调整。

（1）机械调整方式来提高功率因数的方法： a.安装调相机； b.安装静电电容器。

（2）以自然调整方式来提高功率因数的方法： a.调整电气设备，解决大马拉小车的不合理的用电设备； b.合理的使用电焊机、机床、气锤等设备，加载空载自停装置； c.同步电机进相运行，有条件的异步电动机应采取措施后同步运行； d.提高变压器负荷率、利用率。

46、什么是高峰负荷？什么是低谷负荷？什么是平均负荷？

答：高峰负荷，又称最大负荷，是指电网或用户在一天时间里所发生的最大负荷值。为了分析的方便常以小时电量作为负荷。高峰负荷又分为日高峰负荷和晚高峰负荷。在分析某单位的负荷率时，选一天24小时中最高的一个小时的平均负荷作为高峰负荷。低谷负荷，又称最小负荷，是指电网或用户在一天24小时内发生的用电量最小的一个小时的平均电量，为合理用电应尽量减少发生低谷负荷的时间，对于电力系统来说，峰、谷负荷差越小用电则越趋近于合理。平均负荷是指电网中或某用户在某一段时间阶段的平均小时电量。为了分析负荷率，常用日平均负荷，即一天的用电量被一天的用电小时来除，为了安排用户作好用电计划，往往也用月平均负荷和年平均负荷。

47、降低线损的具体技术措施有哪些？

答：线损主要与电网结构、运行方式及负荷性质有关。降低线损的主要措施如下：

（1）减少变压的次数。由于经过一次变压总要多消耗一部分功率，一般说每多一级变压大约要多消耗1%-2%的有功功率，所以变压次数越多，损失也就越大；

（2）合理调整运行变压器台数。根据用电的负荷情况适当调整运行变压器台数和容量。例如，周休日负荷较轻，就可停掉大容量变压器，改投小容量变压器，这样就可以降低变压器的空载损失；另外，要选用低损耗的变压器；

（3）结合规划，调整不合理的线路布局。应尽量减少迂回线路，缩短电力线路，以减少线路中的功率损失

（4）提高负荷的功率因数，尽量使无功功率就地平衡，以减少线路和变压器中的损失；

（5）实行合理的运行调度，（6）及时掌握有功和无功负荷潮流，（7）以做到经济运行。

48、硬母线涂相色漆有什么要求?

答：按GB2681-81规定，L1(A)相---黄色，L2(B)相---绿色，L3(C)相---红色；按国际电工委员会(IEC)规定，中性线为淡蓝色，保护线为黄和绿双色；

49、试说明电能表是如何分类的？

答：电能表的一般分类如下：

（1）按计算的电能与功率不同，分为有功电能表、无功电能表、最大需量电能表和损耗电能表；

（2）按电能表的接线方式不同，分为直接接入式、经互感器接入式、经万用互感器接入式；

（3）按测量电能的准确度等级高低，可将电能表分为普通级(0.5、1.0、2.0、3.0)和精密级(0.01、0.02、0.05)。普通级电能表用于测量电能，精密级电能表则主要作为校验普通级电能表的校验基准。

50、对电能表的准确等级及负载范围的技术要求有哪些？

答：（1）准确度等级：我国现生产的电能表分为0.5，1.0，2.0和3.0级。一般要求是：在额定电压和额定电流、额定频率及规定的条件下，1.0级以下三相电能表工作5000小时，其它电能表工作3000小时后，其基本误差仍应符合原来准确等级的要求。

（2）电能表的负载范围，是电能表性能好坏的重要标志之一，这个负载范围是指负载电流的范围宽窄，现生产一种所谓“宽负载电能表”，是指能将使用电流范围扩大的电能表。它的使用电流范围可超过标定电流的二倍、三倍、四倍，甚至六倍、七倍等。在容许超过的范围内，其基本误差仍不超过原来的规定数值。一般在表牌中，这一性能用“额定最大电流”表示。

51、怎样根据用户的容量选择电能表？

答：电能表的额定容量应根据用户负荷大小进行选择，用电负荷的上限应不超过电能表的额定容量，下限应不低于电能表允许误差规定的负荷电流值。

52、在我国电能计量方式有哪几种？

答：电能计量方式与供电方式和电费管理制度等有关，因而世界各国的电能计量方式也有少量差异。中国的电能计量方式有：

（1）单相供电的用户装设单相电能计量装置，三相供电的用户装设三相电能计量装置。

（2）实行两部制电价的用户，宜装设最大需量表。

（3）对要考核用电功率因数的用户，装设具有防倒机构的无功电能表；需要送、受双向计量时，分别装设具有防倒机构的无功电能表；对装有无功补偿设备有可能向电网倒送无功电能的用户，可装设带防倒机构的反向无功电能表，或双向无功绝对值累加无功电能表。

（4）低压供电用户，其负载电流为50安及以下时，电能计量装置接线宜采用直接接入式；其负载电流为50安以上时，宜采用经电流互感器接入式。

（5）高压供电的用户，在高压侧计量，但对10千伏供电，容量在315千伏安及以下的，可以低压侧计量，即采用高供低计方式。

（6）执行分时电价的用户，装设具有分时计量功能的复费率有功及无功电能表。

（7）用户一个受电点内不同电价类别的用电，分别装设计费电能计量装置。

（8）中性点接地的电网或三相负载不平衡场合的计量装置应采用三相四线有功、无功电能表；中性点非有效接地的电网的计量装置可采用三相三线有功、无功电能表。

（9）有送、受电量的地方电网和有自备电厂的用户，应在并网点上分设送、受电电能计量装置。

53、电能表的标定电流指的是什么？用什么表示？

答：电能表的标定电流指的是计算负载基础的电流，用Ib表示。

54、感应式电能表电压电流线圈损坏分别会造成哪些影响？

答：感应式电能表内部元件损坏有两种：

（1）电压线圈烧坏或断线造成电压元件不通，使单相电能表不走，三相电能表走慢以至少计电能。

（2）电流线圈短路或断线。前者，使表走得快慢不均；后者，使表不走。

55、对不同用电性质的用户，如何安装计费电能表？

答：对不同用电性质的用户，要分装不同类型和数量的计费电能表。对各种照明、非工业生产等用户，实行单一电价计费，应安装有功电能表。

对实行两部制电价的用户，应安装三相有功电能表与三相无功电能表；如用户按最大需量计费时，还应安装最大需量表。对单一电价计费用户的生活照明和生产照明以及两部制电价计费用户的生活照明用电，应尽量进行分线分表，便于按照明电价计收电费。

56、电能计量装置在送电前应检查好哪些项目？

答：（1）电能表和互感器的误差不超过规定要求。

（2）电压、电流互感器的极性，组别，变比和电能表的倍率都应正确。

（3）根据计量方式和实际负载情况选择合适额定容量的电能表和结线方式。

（4）电压、电流互感器二次回路所接的负载不能超过其二次额定值。

（5）电能表、互感器一、二次接线必须正确。

（6）电流二次线应采用绝缘铜线截面不小于4MM2，电压电路导线截面不小于2.5MM2。

57、用电计量装置及其附件包括哪些内容？办理它们的手续有何规定？

答：用电计量装置及其附件包括计费电能表(有功、无功电能表及最大需量表)和电压、电流互感器、二次回路及二次连接导线、电能计量柜、箱等。计费电能表及附件的购置、安装、移动、更换、校验、拆除、加封、启封及表计接线等，均由供电企业负责办理，用户应提供工作上的方便。高压用户的成套设备中装有自备电能表及附件时，经供电企业检验合格、加封并移交供电企业维护管理的，可作为计费电能表。用户销户时，供电企业应将该设备交还用户。供电企业在新装、换装及现场校验后应对用电计量装置加封，并请用户在工作凭证上签章。

58、电能表在什么情况下须与互感器配合使用？

答：当线路的电流不超过电能表的额定电流时，可以直接接入电能表。在大电流的低压供用电线路中，电能表要经过电流互感器接入；在高压供电时，电能表必须经过电流和电压互感器接入。

59、电压互感器的作用是什么？二次侧为什么不许短路？

答：在高压系统中,不能直接装电压表测量高电压,而采用电压互感器把高电压按变比精确的变为低电压，间接测量高压。这样能使高、低压隔离，既能保证人身和仪表的安全，又能使测量电压表的量程范围扩大，把电压表和其他仪表的额定电压标准化，达到统一监测监控回路系统电压的需要。因为电压互感器二次电压虽然很低但阻抗很小，如二次侧短路时，二次侧电流很大，极容易烧坏电压互感器，所以电压互感器二次侧不许短路。

60、电流互感器的作用是什么？二次侧为什么不允许开路？

答：在高压系统中，不能直接装电流表测电流而采用电流互感器将电流按经例的变小，这样使测量人员和仪表与高电压隔离即能保证安全，又能使仪表导线截面变小，可制造轻便，经济的仪表，而且量程经电流互感器的变换可扩大范围，使电流表和其他仪器仪表的额定电流标准化。运行中的电流互感器二次侧开路后造成的后果是：

（1）二次侧出现高电压，危机人身和仪表的安全。因为，电流互感器二次侧电流很小，匝数很多，正常运行时，接近于短路状态，二次侧线圈的电势也不大，当电流互感器二次开路时，二次电流等于零，一次电流全部变成了激磁电流。在二次线圈中产生很高的电压，峰值可达几千伏，威胁人身安全和仪表安全。

（2）出现不应有的过热，可能烧坏绕组。这是因为开路后铁芯内磁通密度增加，铁芯损耗增加造成的。

（3）误差增大。因为磁通增加后使铁芯中的剩磁增加。61、感应式电能表倾斜对误差有何影响？

答：感应式电能表当安装位置倾斜一定角度时，将会引起附加误差，其原因主要有以下二点：

（1）由于转盘对于铁芯和制动磁铁等部件的相对位置发生改变，再加上工作磁通的气隙不对称，就会产生一个附加力矩，导致转盘动力矩的改变。

（2）由于驱动元件对上下轴承的侧压力，随着电能表的倾斜而增大，从而引起磨擦力矩的增大，使电能表呈现“负”误差表。在“国家标准”中规定：确定电能表的基本误差时，对电能表工作位置（垂直方向）的倾斜度应不大于1°。

62、用电计量装置安装地点的原则是什么？

答：原则上应装在供电设施的产权分界处。如产权分界处不适宜装表的，对专线供电的高压用户，在供电变压器出口装表计量；对公用线路供电的高压用户，可在用户受电装置的低压测计量。当用电计量装置不安装在产权分界处时，线路与变压器损耗的有功与无功电量均须由产权所有者负担。在计算用户基本电费(按最大需量计收时)、电度电费及功率因数调整电费时，应将上述损耗电量计算在内。

63、国家电力公司对供电企业经营行为有哪些要求？

答：（1）严格执行国家电价政策和收费标准的规定，不准随电费代收国家明令取消的各种基金、附加费、保证金等；

64、吉林省电力有限公司投诉、举报电话？

答：0431-5796666。

65、吉林省执行统一销售电价依据国家什么文件及电价标准？

答：国家发展计划委员会文件急 计价格[2000]880号文件,《国家计委关于调整东北三省电网电价的有关通知》和国家发展计划发展委员会办公厅计办价格[2001]405号文件，《国家计委办公厅关于吉林省实行统一销售电价的复函》，同意吉林省自2001年4月15日抄见电量起执行统一销售电价。66、居民生活电价执行范围及规定？

答：凡属城乡居民家庭生活用电，执行居民生活电价。其他规定：凡利用居民住宅从事生产、经营活动的用电，不执行居民生活电价。有条件的地区，根据需要可以实行居民生活分档或分时电价。

67、非居民生活电价执行范围及规定？

答：除居民生活用电、商业用电、大工业用户生产车间照明以外的照明用电以及空调、电热用电，或者用电设备总容量不足3千瓦的动力用电等，均执行非居民照明电价。例如：机关、部队、医院、学校、幼儿园、福利院、养老院等。照明用电：铁道、航运等信号灯用电；路灯用电等。68、大工业电价执行范围及规定？

答：凡以电为原动力，或以电冶炼、烘焙、熔焊、电解、电化的一切工业生产，且受电变压器容量在315KVA及以上者，以及符合上述容量规定的下列用电，均执行大工业电价。

例如：机关、部队、学校及学术研究、试验等单位从事生产及修理业务的用电。铁路（包括地下铁路）、航运、电车、下水道、建筑部门及部队等单位所属修理工厂用电。自来水厂、工业实验等用电。电气化铁路的牵引用电。大工业电价构成包括电度电价、基本电价。电度电价是指按用户用电电度数计算的电价。基本电价是指按用户用电容量（负荷）计算的电价。基本电费的计算：基本电费可按变压器容量,也可按最大需量计算。在不影响电网安全经济运行的前提下，用户提前15天提出申请，经双方协商后，由用户自行选择，但在协议签署之日1年内应保持不变。按用户自备的受电变压器容量计算：凡以自备变压器受电的用户，基本电费可按变压器容量计算。不通过专用变压器接用的高压电动机，按其容量另加千瓦数（千瓦视同千伏安）计算基本电费。备用的变压器（含直接接用的高压电动机），属冷备用状态并经供电企业加封的，不收基本电费；属热备用状态的或未经加封的，不论使用与否都计收基本电费。按最大需量计算： 按最大需量计算基本电费的用户，应执行下列规定：最大需量，以15分钟内平均最大负荷记录值为标准。不通过专用变压器接用的高压电动机其最大需量应另加该高压电动机的容量。按最大需量计算基本电费的用户，由用户在规定的时间内提出最大需量申请，其申报需量不得低于总装接容量的40%,以供电部门核准数为准，达到核准的105%以上时，超过部分加倍收费；低于核准数95%以下时，按核准数的95%计收基本电费;在核准数的95%至105%之间的，按实际抄见使用最大需量数计收基本电费。逾期不申报的，视同按变压器容量计收基本电费。对有两路及以上进线的，各路进线应分别计算最大需量。备用的线路,属于冷备用的不收基本电费，属于热备用的按变压器容量的40%收取基本电费。其他规定大工业用户的生产照明、空调（系指井下、车间、厂房内照明和空调）与电力用电，实行光、力综合计价，生产照明和空调并入电力用电，按大工业电价计收电费。其办公和其它照明用电，应分表计量，分类计收电费。电解烧碱优待电价适用范围：根据原水电部、国家物价总局《关于停止扩大工业优待电价范围的通知》（[1980]电财字第87号）、《国务院批转水利电力部、国家物价局关于调整东北部分电价和取消华北、华东部分优待电价问题的报告的通知》（国发[1982]107号）文件执行电价。中小化肥电价适用范围：按国家1988年发布的《大中小型工业企业划分标准》和1993年国家计委、电力部《关于新电价表执行中有关问题的通知》（计物价[1993]1761号），凡生产能力符合国家规定标准的中小型化肥生产企业，其化肥生产用电均执行中小化肥电价。69、普通工业电价执行范围及规定？

答：凡符合大工业用电性质，且其受电变压器容量不足315KVA或KW的各项用电，均执行普通工业用电电价。其他规定：普通工业用户的照明用电（包括办公和生产照明），应分表计量。如一时不能分表，可根据实际情况合理分算照明电量，按非居民电价计收电费。农村乡镇的农副产品加工和农机、农具修理等各项工业的用电，其受电变压器容量符合上述规定的执行普通工业电价。

70、非工业电价执行范围及规定？ 答：凡以电为原动力，或以电冶练、烘焙、熔焊、电解、电化的试验和非工业生产，其总容量在3千瓦及以上用电，均执行非工业电价。例如：机关、部队、学校、医院及科学研究实验等单位的电动机、电热、电解、电化、冷藏等用电；铁路、地下铁路（包括照明）、管道输油、航运、电车、码头、飞机场、污水处理、供热厂等动力用电； 基建工地施工用电（包括施工照明）； 地下防空设施的通风、照明、抽水用电； 有线广播站电力用电（不分设备容量大小）、有线电视扩大器。其他规定：农、林、牧、渔业中用工业方法，从事生产的用电应执行非工业电价。如：现代化养鸡场、养猪场、奶牛场、水产养殖场、茶场等。但若有属于加工性质的用电应执行普通工业或大工业电价。

71、农业生活电价执行范围及规定？ 答：凡属农田排涝、灌溉、电犁、打井、打场、脱粒、饲料加工等（非经营性）、防汛临时照明用电，均执行农业生产电价。其他规定：属于国家级贫困县的农田排灌，执行国家核准的贫困县排灌电价。

72、趸售电价执行范围及规定？

答：符合国家有关法规规定，以县级行政区域为供电范围的县级趸购转售单位，执行趸售电价，即趸售电价是电力趸售单位与趸购转售单位的结算电价。其他规定：趸售单位对用户的转售电价执行有审批权限部门批准的电价，不得再向乡、村层层趸售。趸售供电区域的重要用户，应作为供电部门的直供用户，不实行趸售。其他跨省、自治区、直辖市电网和独立电网之间、省级电网和独立电网之间的互供电价，由双方协商提出方案，报有管理权的物价行政主管部门核准。有条件的地区可以在批准的电价基础上实行峰谷电价和丰枯电价。特殊的电价分类与说明按省级以上有价格管理权限的部门批准的办法执行，并报国家电力公司备案。

73、购电量：是指本企业外购的电量，包括：⑴从国外购入的电量。⑵电力企业之间，以及电力企业与自备电厂之间的互购电量。

74、供电量：是指电厂、供电地区或电力网向用户供出的电量，包括输送电能过程中的损失电量。计算公式：供电量=发电量+购电量+由地区（或系统外）输入电量-厂用电（发电及供热用）-地区（或系统外）输出电量。

39、售电量：指电力工业企业卖给用户的电量（包括本企业自用电）。

75、用电量：是指售电量（用户购入电量）与自备电厂的自发自用电量之和。76、输电线路：35千伏及以上电压等级的电力网，统称输电线路。

77、配电线路：6千伏或10千伏及以下电压等级的电力网，统称配电线路。78、线路损失：是指送变配电过程中所损失的全部电量。

79、线路损失率：线路损失电量占供电量的百分比。

80、配电不明损失率：配电量减售电量与配电量之比的百分数。

81、变压器铜损、铁损：变压器铜损：即短路损耗，指变压器一二次绕组在通过电流时产生的损耗，损耗电量随着用电负荷的变化而变化，也称可变损失。变压器铁损：即空载损耗，是铁芯的磁滞损耗和涡流损耗，也称固定损耗。

82、发电厂：装有各种类型发电机组设备，把其他能源转变为电能的工厂。

83、自备电厂：是指不属于电力部门领导，而附属于其它工业企业和事业单位以自用为主的发电厂。

84、热电厂：是指发电兼向外供热的火力发电厂。

85、厂用电：发电厂内与发电和供热生产过程直接有关的耗用电量。

86、变电所：是用以改变电压和控制电能的分配和输送场所。

87、电力系统：是动力系统的一部分，由发电机、配电装置、变电所、电力网的

线路与用户用电设备所组成。

53、电力网：是电力系统一部分，由变电所和各种不同电压的线路组成，电力网的作用是输送电能，并将电能分配到需要的地方。

88、供电地区：在一个电力系统中往往由许多供电地区所组成。供电区域一般是按行政管辖或供电管辖范围划分的。

89、供电方式：指供电电压（高压、低压）直供、趸售、转供和发电厂直配等。

90、供电方案：指新增装用户，根据其用电性质、容量及当地供电条件等，确定的供电方案。内容包括：供电电压、接线方式、计量方式、设计安装、工程竣工期限等。

91、直供用户：指供电部门直接装表计量、抄表收费的用户。

92、趸售用户：符合国家有关法规规定，以县级行政区域为供电范围的县级趸购转售单位称为趸售用户。

93、转供用户：在供电部门的电力设施未达到的地方,经供电企业批准的，委托其它用电户供电、收费的用户。94、用电协议（合同）：供电企业与高压电力用户、趸售、转供电的用户、特殊用户及自备发电厂用户、按供用电规则协商签定的供用电有关的书面材料。

95、整流设备：是将直流电变成交流电或将交流电变成直流电的电器设备。

96、周波减载：由于周波降低，不能保持电压质量或系统安全而将用电负荷减掉一部分，从减轻发电设备负担使周波稳定。

97、继电保护：一般用于变电所，作为保护电力系统安全的电器。

98、无功补偿设备：为了改善电力系统的力率和电压质量,需要安装一些容性无功负荷,这些设备称为补偿设备 99、单耗：即单位产品耗电定额的简称，是指用户生产每一产品单位（或单位产值）所耗的用电量。100、供电营业区：供电营业区是指依法设立的供电营业区域，在此区域范围内供电企业享有从事电力供应与电能经销业务的权利，承担法定的供电义务。

101、供电营业专营：供电营业专营是指为避免重复建设电网和保供电安全，在一个供电营业区内，只准设立一个供电营业机从事的供应经销活动。

102、供电营业许可证制度：供电营业许可证制度是国家赋予供电企业专营（垄断经营电力供销业务）权利，并由国家对其进行资格认证的一种制度。

103、供电工程贴费：是用户申请用电或增加用电容量时，向供电部门交纳，由供电部门统一规划并负责建设和改造等费用的总称。供电工程贴费由供电贴费和配电贴费两部分组成。

104、供电贴费：系指用户应承担的10千伏以上等级的外部供电工程及配套（工程概算内的辅助生产、生活福利等设施）的建设费用。

105、配电贴费：系指用户应承担的10千伏及以下的外部工程及其配套（工程概算内的辅助生产、生活福利等设施）的建设费用。

106、供用电合同：供用电合同是指供电企业根据用户的需要和电网的可供能力，在遵守国家法律、行政法规，符合国家供用电政策和计划要求基础上，与用户签订的，明确双方在供用电权利和义务的协议。供用电合同是经济合同的一种。

107、受电点：受电点即用户受电装置所处的位置。为接受供电网供给的电力，并能对电力进行有效交换、分配和控制的电气设备，如高压用户的一次变电站（所）或变压器台、开关站，低压用户的配电室、配电屏等，都可称为用户的受电装置。同一受电装置不论有几个回路或几个电源供电，都视为是一个受电点。用户有几个设在不同地点的受电装置，就有几个受电点。

108、受电端：用户受电端是指供电设施的产权分界处。高压专线供电户受电端为供电企业变电站的同级电压母线处；其线路属于公用线路的，为用户受电母线处。低压供电的用户其线路属于用户的，则指供电变压器低压母线处；其线路属于公用低压线路的，为进户线计费电能表电源侧。

109、供电点：供电点是指受电装置接入供电网的位置。对专线用户，接线专线的变电站或发电厂，即为该用户的供电点；对高压用户，供电的高压线路即为其供电点；对低压线路，接引低压线路的配电变压器，即为其供电点

110、电价：是指电力生产企业的上网电价，电网间的互供电价、电网销售电价，电价实行统一政策、统一定价的原则，分级管理。

111、一部制电价：不管客户用电设备容量大小，只按用户使用电量的多少计算电费，适用于照明、非普工业、农业生产、趸售等。

112、两部制电价：既按用户设备容量或最大需量计算电费，又按用户用电量多少计算电费，为两部制电价，并且必须是设备容量在315KvA及以上的大工业用户。

113、峰谷分时电价：为了充分利用电网低谷时电量和控制高峰负荷，电网对有调整用电负荷能力的用户采取高峰、低谷电价办法。低谷电价按基础电价下浮50%，高峰时段电价按基础电价上浮50%。

114、无表协定电量：指未装电能表的用户，按实际容量和使用时间与用户协商确定的电量。

115、协议电量：指原使用电能表，发生故障不能正确计量时，可根据实际用电容量和时间计算出当月电量，或按前三个月的平均用电量与用户协商确定的电量。

116、估算：因某种情况不能按例日抄表时，要按实际用电情况参照上月电量合理推算的电量叫估算。117、定比定量：指灯、力分算用户根据灯、商业、力用电设备容量之比定出比例多少求出电量，做为计费依据叫定比。根据用电容量和时间计算出的电量叫定量。

118、实抄率：实抄户数占应抄户数的百分比。119、收费率：实收电费数占应收电费数的百分比。

120、电费违约金：是对不按规定期限逾期交付电费的用户加收的违约电费。

121、托收协议：指委托银行划拨的电费，与用户建立托收无承付关系签定的合同。

122、频率偏差：频率偏差是指系统频率的实际值和标称值之差。____________________________________________________________________________________ 企业电费计算实例

吉林市某一大工业用户，供电电压66千伏，单电源供电，契约容量为124000千伏安，计量用电压互感器（pt）变比为66000/100，电流互感器变比800/5，转代居民家属用电约6700户。抄表情况： 电量的计算：

电量=（本月表示数-上月表示数）＊倍率 倍率=电压互感器变比＊电流互感器变比 =66000/100＊800/5=105600 由此计算出3月份电量为：

峰段电量=（960.15-854.75）＊105600=11131296千瓦时 谷段电量=（820.49-730.26）＊105600=9528288千瓦时平段电量=（1064.93-946.93）＊105600=12460800千瓦时 总有功电量=峰电量+谷电量+平电量=33120384千瓦时 无功电量=（5567.6-5400）＊105600=17635200千瓦时 各类电量数值的计算：

分算容量：电车115957千瓦，非生产照明854.2千瓦，居民照明7188.8千瓦 分算比例：非生产照明用电比例=854.2/124000=0.7％

居民生活照明用电比例=7188.8％ 非生产照明电量=33120384＊0.7％=228157千瓦时 居民生活照明用电=33120384＊5.79％=1920128千瓦时 电力电量=33120384-228157-1920128=30972099千瓦时

其中：电力峰电量=（11131296/33120384）＊30972099=10409288千瓦时

电力谷电量=（9528288/33120384）＊30972099=8910255千瓦时

电力平电量=（12460800/33120384）＊30972099=11652556千瓦时 电费的计算：

电费的构成是电度电费、基本电费、力率电费、代收电费性电费

1、电度电费：

峰段电费=10409288＊0.249＊1.5=3887869.07元 谷段电费=8910255＊0.249＊0.5=1109326.75元平段电费=11652556＊0.249=2901486.44元 非生产照明电费=228157＊0.394=89893.86元 居民生活照明电费=1920128＊0.29=556837.12元 小计：8545413.24元

2、基本电费：

该企业办理暂停容量为20000千伏安，实际运行容量为104000＊12=1248000元

3、力率电费： cosФ=有功电量/

=33120384/

=0.88 该户执行0.9标准，查表增支电费为月电费的1％（注：这个表实在打不起了，可以到书店去买变损手册）力率电费=（8545413.24+1248000）＊1％=97934元

4、代收费电：

电力建设基金=33120384＊0.02（2％固定数）=662407.68元 三峡基本金=33120384＊0.004（0.4％同上）=132481.54元 居民附加费=1920128＊0.015（1.5％同上）=28801.92元

功率因数调整电费办法（注：电费的奖励、罚款就是从这来的）功率因数的标准值及其适用范围：

1、功率因数标准0.90，适用于160千伏安以上的高压供电工业用户，装有带负荷调整电压装置的高压供电电力用户和320千伏安及以上的高压供电电力排灌站。

2、功率因数标准0.85，适用于100千伏安及以上的其他工业用户、100千伏安及以上的非工业用户的100千伏安及以上的电力排 灌站；

3、功率因数标准0.80，适用于100千伏安及以上的农业用户和趸售用户，但大工业用户未划由电业直接管理的趸售用户，功率因数标准应为0.85 注：有功率因数调整表…三页表格很复杂，需要扫描。

上文的计算过程含有一定的专业性，当年检查时曾经手动编过一个小程序，可惜时间长了已经扔进回收站了。检查要注意从两方面入手，即消费者和农电局，消费者手中的红色发票要依据本文第一部分的进行计算，重要的项目有：变损电量（变压器损失电量）、线损电量、力率标准、关于基本金要按照当地物价部门的备案情况来看，一般不会出现什么大问题。现在主要说一下上面的几个重要项目。

1、变损电量，变压器空载运行时要有损失，变压时也有损失，就是变损了，这个计算我已经在上面写清楚了，需要用变损手册，目前非专业人员不可能买得到，到你们本市级以上书店查找一下，农电电网改造过后的变压器的手册。

2、线损电量：很重要，由于线损很难计算（就是第一部分公式最长的那个）所以有个不成文的规矩。就是：线损电量=（抄见电量+变损电量）×3％，各省市对这个3％可能有点小区别，我省的按照省农电局解释，偏远山区可以个别大于3％，但是很少有小于3％的线损。因为就是农网改造过后，线损依然高居不下，原因很清楚，个别工程商的线路，线质低略，损耗过高，而且农电属于企业，赔钱就意味着由自己负担，所以他要想办法。线损和变损是最容易找到办法的。

谐波抑制和无功功率补偿 篇3

关键词：谐波抑制；无功功率补偿

1、前言

电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压电流波形畸变。70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分关注。国际上召开了多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。

2.研究谐波的意义

谐波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护盒自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。谐波研究的意义，还在于其对电力电子技术自身发展的影响。电力电子技术是未来科学技术发展的重要支柱。有人预言，电力电子联通运动控制将和计算机技术一起成为21世纪最重要的两大技术。然而，电力电子装置所产生的谐波污染已成为阻碍电力电子技术发展的重大障碍，它迫使电力电子领域的研究人员必须对谐波问题进行更为有效的研究。谐波研究的意义，更可以上升到从治理环境污染、维护绿色环境的角度来认识。对电力系统这个环境来说，无谐波就是“绿色”的主要标志之一。

3，研究谐波问题的分类

3.1与谐波有关的功率定义和功率理论的研究；

3.2谐波分析以及谐波影响和危害的分析；

3.3谐波的补偿与抑制；

3.4与谐波有关的测量问题和限制谐波标准的研究。

4，谐波抑制

解决电力电子装置和其他谐波源的谐波污染问题的基本思路有两条：一条是装设谐波补偿装置来补偿谐波，这对各种谐波源都是适用的；另一条是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，且功率因数可控制为1，这当然只适用于作为主要谐波源的电力电子装置。装设谐波补偿装置的传统方法就是采用LC调谐滤波器。这种方法既可补偿谐波，又可补偿无功功率，而且结构简单，一直被广泛应用。这种方法的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响，易和系统发生并联谐振，导致谐波放大，使LC滤波器过载甚至烧毁。此外，它只能补偿固定频率的谐波，补偿效果也不理想。尽管如此，LC滤波器当前仍是补偿谐波的主要手段。

4.1谐波抑制的一个重要方法是采用有源电力滤波器(APF)。有源电力滤波器也是一种电力电子装置。其基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响，因而受到广泛重视。

4.2有源电力滤波器的交流电路可分为电压型和电流型，目前实际应用的装置中，90％以上是电压型。从与补偿对象的连接方式来看，又分为并联型和串联型，目前运行的装置几乎都是并联型。4.3对于作为主要的谐波源的电力电子装置来说，除了采用补偿装置对其谐波进行补偿外，还有一条抑制谐波的途径，就是开发新型变流器，使其不产生谐波，且功率因数为1.这种变流器被称为单位因数变流器(uPFC)。高功率因数变流器可近似堪称为单位功率因数变流器。

4.4对PwM逆变器的研究已经很充分，但对PWM整流器的研究则较少。对于电流型PwM整流器，可以直接对开关器件进行正弦PwM控制，使得输入电流接近正弦波且和电源电压同相位。这样，输入电流中就只含与开关频率有关的高次谐波，这些谐波的频率很高，因而很容易滤除。同时，也得到接近于1的功率因数。对于电压型的PwM整流器，需要通过电抗器与电源相连。其控制方法有直接电流控制和间接电流控制两种。直接电流控制就是设法得到与电源电压同相位、由负载电流大小决定其幅值的电流指令信号，并据此信号对P WM整流器进行电流跟踪控制。间接电流控制就是控制整流器的入断电压，使其为接近正弦波的PwM波形，并和电源电压保持合适的香味，从而使流过电抗器的输入电流波形为与电源电压同相位的正弦波。

4.5小容量的整流器，为了实现低谐波和高功率因数，通常采用二极管加PWM斩波方式。这种电路通常称为功率因数校正电路(PFC)，已在开关电源中获得了广泛的应用。因为办公和家用电器中使用的开关电源数量极其庞大，因此这种方式必将对谐波污染的治理做出巨大贡献。

5，无功功率补偿

对无功补偿重要性的认识，却是一致的。无功功率补偿应包含对基波无功功率补偿和对谐波无功功率的补偿。后者实际上就是上一部分提到的谐波补偿。

5.1无功功率对供电系统和负载运行都是十分重要的。电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的。因此，粗略的说，为了输送有功功率，就要求送电端和受电端的电压有一相位差，这在相当宽的范围内可以实现。为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。不仅大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法应是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是无功补偿。

5.2无功功率补偿的作用。

5.2.1提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗。

5.2.2稳定受电端及电网电压，提高供电质量。在长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿装置还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力。

5.2.3在电气化贴到等三相负载不平衡的场合，通过适当的武功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。

5.3并联电容的成本较低。把并联电容器和同步调相机相比较，在调节效果相近的條件下，前者的费用要节省很多。因此，电容器的迅速发展几乎取代了输电系统中的同步调相机。但是，和同步调相机相比，电容器只能补偿固定的无功功率，在系统中有谐波时，还有可能发生并联谐振，使谐波放大，电容器因此而烧毁的事故也是有发生。

5.4静止无功补偿装置近年来获得了很大发展，已被广泛用于输电系统波阻抗补偿及长距离输电的分段补偿，也大量用于负载无功补偿。其典型的代表是晶闸管控制电抗器+固定电容器。晶闸管投切电容器也获得了广泛的应用。静止无功补偿装置的重要特性是它能连续调节补偿装置的无功功率。这种连续调节是依靠调节T C R中晶闸管的触发延迟角得以实现的。TS C只能分组投切，不能连续调节无功功率，他只有和T CR配合使用，才能实现补偿装置整体无功功率的连续调节。由于具有连续调节性能且响应迅速，因此SV C可以对无功功率进行动态补偿，使补偿点的电压接近维持不变。因TCR装置采用相控原理，在动态调节基波无功功率的同时，也产生大量的谐波，所以固定电容器通常和电抗器串联构成谐波滤波器，以滤除TCR中的谐波。SVG通过不同的控制，既可使其发生无功功率，呈电容性，也可使其吸收无功功率，呈电感性。采用PWM控制，即可使其输入电流接近正弦波。

6、结束语

低压电网无功功率补偿方法初探 篇4

一、补偿无功功率的意义

在电力系统中, 除输送有功功率外, 还要输送无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率。无功功率是用于电路内电场与磁场的交换, 并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。凡是有电磁线圈的电气设备, 要建立磁场, 就要消耗无功功率。没有无功功率, 电动机就不会转动, 变压器也不能变压, 交流接触器不会吸合。

在正常情况下, 用电设备不但要从电源获得有功功率, 同时还需要从电源取得无功功率。发电机是无功功率的主要来源, 线路电容也产生一部分无功功率, 但远远满足不了负荷和电网对无功功率的需要。如果电网中的无功电源不足将使系统电压降低, 从而损坏用电设备, 严重的会造成电网崩溃, 使系统瓦解而造成大面积停电。无功功率不足还会造成低功率因数运行, 使电气设备容量得不到充分利用, 线路电压损失增大和电能损耗的增加, 效率降低, 限制了线路的输电能力。因此用补偿办法解决电网无功功率的不足, 是保证用户对无功功率的需要, 保证用电设备在额定电压下工作, 保证电力系统安全经济运行的重要措施。

二、补偿无功功率的种类和方式

为了使电网安全经济运行和用户的正常用电, 常采用同期调相机和装设移相电容器的补偿方法补偿无功功率的不足。

1、同期调相机

利用空载运行的同步电动机, 在过励磁情况下, 输出感性的无功功率。由于其容量较大, 在短路故障时较为稳定, 损坏后可修复继续使用, 一般用于电力系统较大的变电所中。但同期调相机对有功功率的单相损耗较大, 又具有旋转部分, 需专人监护, 运行时有噪音, 工业企业较少采用。但一些无需速度调节的设备, 如通风机、水泵和空气压缩机等, 容量在1 5 0千瓦以上, 可采用同步电动机。一方面作为拖动电机, 另一方面又能在过励磁情况下输出无功功率, 这是一举两得的事, 应尽可能提倡。

2、移相电容器

移相电容器无旋转部件, 不需专人维护管理, 安装简单, 可以做到自动投切, 按需要增减补偿容量, 有功功率损耗小, 因此普遍采用的补偿方法是装设移相电容器。

补偿方法有三种。

(1) 个别补偿

主要用于低压配电网, 电容器直接接在用电设备附近, 如图1所示。这样可以减少对企业供电线路和企业内部低压配电线路及配电变压器无功功率的供应, 相应地减少了线路和变压器中的有功电能损耗, 且不会造成无功倒送, 占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等。适当地配置低压电容器, 可以减少车间线路的导线截面及变压器的容量, 对已运行的线路和变压器, 则可提高其输出容量, 补偿范围最大, 效果最好, 是最佳的补偿方法。这种补偿方式适用于长期稳定运行, 无功功率需要较大, 或距电源较远, 不便于实现其他补偿的场合。

(2) 分组补偿

将移相电容器接于车间的配电母线上, 如图2所示。其特点是电容器的电流不能流经母线与用电设备之间的线路, 此段线路的无功功率未能补偿。线路的损耗较大, 只能补偿变压器的无功需要, 因此补偿效果不如个别补偿。

(3) 集中补偿

[1]、高压集中补偿

如图3所示为接在变配电所6~10kV母线上的集中补偿的并联电容器的接线图。采用的是△形接线, 并选用成套的高压电容器柜。

高压集中补偿是将并联电容器组直接装在变电所的6~10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端, 用户本身又有一定的高压负荷时, 可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用;补偿装置根据负荷的大小自动投切, 从而合理地提高了用户的功率因数, 避免功率因数降低导致电费的增加。该补偿方式只能补偿总降压变电所的6—10kV母线之前的供配电系统中由无功功率产生的影响, 而对无功功率在企业内部的供配电系统中引起的损耗无法补偿, 因此补偿范围最小。但由于装设集中, 运行条件较好, 维护管理方便, 投资较少, 且总降压变电所6—10kV母线停电机会少, 因此电容器利用率高。这种方式在一些大中型企业中应用相当普遍。

[2]、低压集中补偿

如图4所示为低压集中补偿的电容器组的接线。电容器也采用△形接线, 和高压集中补偿不同的是, 放电装置为放电电阻或220V, 15~25W的白炽灯的灯丝电阻。

低压集中补偿是将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧, 以无功补偿投切装置作为控制保护装置, 根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切, 以补偿低压配电线路和所带电气设备的无功损耗。补偿范围比高压集中补偿要大, 可使变压器的容量选得较小, 提高配电变压器利用率, 降低网损, 比较经济。

三、无功补偿并联电容器的装设与控制

1、并联电容器的接线

对单相电容器, 若电容器的额定电压与三相网络的额定电压相同, 应将其接成△形;若电容器的额定电压低于三相网络额定电压, 应将其接成丫形。电容器采用△形接线时, 任一电容器断线, 三相线路仍得到无功补偿, 而采用丫形接线时, 一相电容器断线时, 断线相将失去无功补偿。但是, 当电容器采用△形接线时, 任一电容器击穿短路时, 将造成三相线路的两相短路, 短路电流很大, 有可能引起电容器爆炸, 这对高压电容器特别危险。电容器采用丫形接线时, 在其中的一相电容器发生击穿短路时, 其短路电流仅为正常工作电流的3倍, 运行相对比较安全。GB50053—94《10kV及以下变电所设计规范》规定:高压电容器组宜接成中性点不接地丫形, 容量较小时宜接成△形;低压电容器组应接成△形。

2、并联电容器装设的位置

并联电力电容器在用户供配电系统中装设的位置如图5所示。

无功补偿设备的配置, 应按照“全面规划, 合理布局, 分级补偿, 就地平衡”的原则, 以获得无功补偿的最大经济效益。

3、电容器组投切方式的选择

对于补偿低压基本无功及常年稳定和投切次数少的高压电容器组, 采用手动投切;为避免过补偿或轻载时电压过高, 易造成设备损坏的, 采用自动投切。高、低压补偿效果相同时, 采用低压自动补偿装置。

四、无功补偿电容器容量的确定方法

1、提高功率因数补偿电容器容量

如果电力网最大负荷月的平均有功功率为Pav, 补偿前的功率因数为cosφ, 补偿后的功率因数为cosφ1, 则补偿容量可用公式计算

有时需要将cosφ提高到大于cosφ2, 小于cosφ3, 则补偿容量应满足不等式

cosφ1应采用最大负荷日平均功率因数, 补偿后功率因数cosφ2的值应取得适当。当功率因数从0.95变到1时需要的电容随功率因数的提高增长很快, 将功率因数由0.9提高到1和由0.7提高到0.9时所需补偿的容量近似相等, 所以为了经济, 一般将功率因数提高到0.9左右就可以了。

2、降低线损补偿电容器容量

线损是电力网经济运行一项重要指标, 在网络参数一定的条件下, 其与通过导线的电流平方成正比。补偿前流经电力网的电流为I1, 其有、无功分量为I1R和I1x, 则补偿后, 流经网络的电流为I2, 其有、无功量为I2 R和I2x, 则

加装电容器后, 将不会改变补偿前的有功分量, 故有

如图6所示。

补偿前的线路损耗为

补偿后的线路损耗为

补偿后线损降低的百分值为

而补偿容量为

3、提高运行电压补偿电容器容量

在配电线路的末端, 运行电压较低, 特别是重负荷、细导线的线路。加装补偿电容以后, 可以提高运行电压, 这就产生了按提高电压的要求, 选择多大的补偿电容是合理的问题。此外, 在网络电压正常的线路中, 装设补偿电容时, 网络电压的压升不能越限, 为了满足这一约束条件, 就必须了解补偿容量Q c和网络电压增量之间的关系。

装设补偿电容以前, 网络电压可用下式计算

装设补偿电容后, 电源电压U1不变, 变电所母线电压U2升到U’2, 且

三相所需总容量为

4、配电变压器的无功补偿电容器容量

配电变压器的功率损耗:

配电变压器需要补偿的无功功率Q0和Qk, 在变压器铭牌中没有标定, 但可以用铭牌中标定的空载电流百分值I%和短路电压百分值UK%很容易地计算。

故配电变压器在负载状态下补偿的无功功率为:

5、电动机无功补偿电容器容量

一般应按将电动机空载时的功率因数补偿到1的原则进行,

当电容器为三角形接线时, 每相电容的电容值为

当电容器为星形接线时, 每相电容器的电容值为

电动机补偿电容器的接线如图7所示。

五、结束语

不少交流异步电机负荷率低, 常处于轻载或空载状态, 无功功率消耗比有功功率大, 电能浪费严重。因此采用无功补偿, 提高功率因数, 从而增加了变压器的容量, 是节约电能、减少运行费用很有效的措施。合理的无功补偿确是一条投资小、见效快、收益高、切实可行的、能较大幅度降低线损, 降低系统的能耗, 改善电压质量, 节省企业电费开支, 提高设备的利用率的有效途径。

参考文献

[1]唐志平.供配电技术.电子工业出版社.2006

[2]企业供电系统及运行.劳动部培训司.中国劳动出版社.1994

低压无功功率补偿论文 篇5

1、产品简介 1.1 概述

NA-902低压无功补偿控制器和NA系列低压智能电力电容器配套使用，具备采集并显示电测量数据，监测和显示智能电容器运行工况、投切状态，以及根据无功功率与目标功率因数自动控制投切电容器等功能。 1.2 产品特点

NA-902低压无功补偿控制器通过通信总线连接NA智能低压电力电容器组；控制器采集电网电测数据，在显示智能电容器组运行情况的同时，可以直接根据当前的电测数据，对电容器组进行智能投切控制，以达到无功补偿的效果。 1.3外观尺寸

2 、技术参数

显示 分辨率128×64，显示12点阵汉字

输入测量方式接入智能电容器网络

工作范围

源

功耗 工作条件 隔离耐压 绝缘电阻 尺寸

AC 380V±30%

≤2W

-10~55 ℃，相对湿度≤93% 无腐蚀气体场所，海拔≤2000m

电源>2500V ≥2MΩ

面框尺寸：120mm×120mm 开孔尺寸：113mm×113mm

3 、使用说明

NA-902低压无功补偿控制器面板由产品名称及公司信息、液晶显示屏、操作按键组成。下面对液晶显示屏显示内容和主要功能作简单说明：

3.1 主菜单

液晶屏第1行从左到右依次显示：联网电容器数量、当前投切控制方式（自控/手控）和软件版本号；

当前所有联网电容器的投切状态以图形的`方式直观显示在液晶屏上，同时显示投入到电网中总的补偿容量，显示界面如下：

注：

表示分补

表示投入

3.2运行工况

显示开关故障、过压保护、过流保护、过温保护、过谐波保护的电容器信息。 使用

表示共补

表示切除

和切换界面查看各种保护与故障，按键返回主菜单。

3.3

设置参数

设置现场的电流互感器变比和无功控制的目标功率因数，如果现场互感器变比值不详可以选择“自动检测CT…”，自检CT必须保证至少有1台电容器和控制器联网，如果选中“自动检测CT…”，按

开始自检CT。

和

切换参数数字的修改焦点，

切换当前焦点的数字大小，

和

进入参数修改“确

确

认/取消”界面，进入参数修改“确认/取消”界面后，定当前的按钮。

3.4投切方式

切换“确认/取消”按钮，

选择当前是“自动无功投切”还是“手动无功投切”。如果“自动无功投切”，表示控制器根据当前采样的无功功率和目标功率因数自动控制网内电容器投切；如果“手动无功投切”，需要在主菜单下选择需要操作的电容器然后进入手动操作界面，直接手动控制电容器投切。

切换投切方式，

进入方式修改“确认/取消”界面。如果确认修改，液晶屏第1行中间的

当前投切控制方式也会相应改变。 3.5菜单及菜单内容一览表

主菜单项1 共8台 自控 版本 1、采样数据 2、投切状态 3、运行工况 4、设置参数 主菜单项2

共8台 自控 版本 5、投切方式

采样数据 总功率因数、总有功、总无功 三相电压、电流、功率因数 三相有功、无功 三相电压谐波、电流谐波总含有率 电压谐波分次（3-5-7-9-11） 电流谐波分次（3-5-7-9-11）

投切状态 所有电容器投切状态总览

运行工况 故障电容器信息… 过压电容器信息… 过温电容器信息… … … …

设置参数 CT变比、目标功率因数设置、CT自检测

投切方式 自动/手动无功控制选择

电容器（ID1）

共/分补、温度、容量、开关状态（强投/强切） 故障、保护信息

电容器（ID2）

共/分补、温度、容量、开关状态（强投/强切）故障、保护信息 … … … … …

4、接线说明

下图为控制器后面板示意图：

控制器安装时，对照后面板电气原理图进行接线，具体接线方式： Ua，Ub，Uc分别接A，B，C三相电压，Un接零线； Ia+，Ia-，Ib+，Ib-，Ic+，Ic-分别接A，B，C三相电流； A，B为备用485通信接口；

关于低压电网无功补偿问题的讨论 篇6

【关键词】低压电网；无功补偿；效益

在经济条件、区位等因素限制下，有些地方对无功补偿还没有正确的判断与认识，也不清楚在低压电网运行条件下（如380/220V），应对各类公用变压器等采取必要的功率补偿措施，从而导致各地很多低压电网线都受到不同程度的损害。基于这点，探讨和研究针对低压电网的补偿方法，有着极大的现实意义。

1.低压电网无功补偿的概述

1.1 无功补偿的概念

无功补偿，简单来说，是对低压电网无功功率提供补偿，使其功率因数不断增加，从而不断提高供电变压器的运行效率，营造出稳定、靠谱的供电环境。低压电网无功补偿，通过选择相应的补偿方法及装置，能有效降低低压电网所造成的损耗，逐步减少电压波动及谐波，确保电压能保持稳定。针对小系统而言，可通过无功补偿方法来调整三相不平衡电流，相与相间的电容、电感等能实现有功电流向相间转移。现实中，只需在各相间连接各个容量的电容器，便可使各相的有功电流保持平衡，将各相功率因数增加到1。而在大系统中，无功补偿还具有逐步提升电网的稳定性，对电网电压进行调整等用途。

1.2 低压电网中的无功补偿的作用

低压电网无功补偿，可有效提升电网内部电压的稳定性，逐步改善电压质量，并通过降低电力传输及电能损耗，使供配电设备能拥有更强的供电能力。实际中，工矿企业中所配备的供配电系统，通常都离不开无功补偿装置的存在。利用无功补偿，可使配电设备的利用率及电网电压质量得到有效提升，从而帮助企业实现低碳节能目标。对企业而言，其功率因素的大小直接与电价挂钩，如企业要减少电力成本，就应在电力设备节能与用电设备的功率因数这两方面下功夫。而无功补偿则是帮助企业增加其电网功率因数，实现节能低碳目标的重要举措。

与此同时，无功补偿还能帮助企业降低其内部电力系统的耗能。《全国供用电规则》中明确表示：针对高压供电用户而言，功率因数应高于0.9，而对于其他电力用户而言，其功率因数也应高于0.85，如果功率因数小于0.7，则不应进行供电。假如实际低压电网不符合上述要求，我们就必须安装相应的无功补偿装置。通常上述分析，我们可看出，不管是对低压电网、供电还是用电企业来说，无功补偿都有非常关键的作用。

2.低压电网无功补偿原理及方法

2.1 低压电网无功补偿原理

在配电网中，有不少用电设备都属于感性负荷，如感应电动机，与电压相位相比，感应电动机的电流相位要滞后的多；与感性负荷相对应的是容性无功功率，其电流相位相对于电压相位，要更为超前。因此，我们通常可用容性无功功率对感性无功功率进行补偿，从而降低电网内部的无功负荷，因超前与滞后电流间存在一定互补，即电容性负荷中的无功功率会对电感性负荷进行补偿。当电网容量保持平衡时，无功功率也会相应减少，此时的功率因数也就得到了提升。

2.2 无功补偿的方法

2.2.1 随机补偿

随机补偿，即通过熔断器后，把低压电容器组和用电设备连接在一起，并将其同用电设备展开投切。这种补偿方法主要有下列优点：使用过程中无需投入无功补偿，关闭补偿设备后，用电设备也会停止运转，这就不需要我们对补偿容量做出调整；该种补偿方法投资和占位相对较少、且配置、安装起来较为简便，不容易出现事故等等。概括来说，随机补偿多以补偿励磁无功为主，其通常是对用电设备内部的无功消耗提供补偿，且能对电网的无功峰荷予以限制。

2.2.2 随器补偿

随器补偿，和随机补偿相似，它也需要通过低压熔断器，将低压电容器和配电变压器连接起来，对空载状态下的配电变压器提供功率补偿。值得一提的是，在空载或轻载的状态下，配电变压器的大部分无功负荷为空载励磁无功，尤其对于轻负载配电变压器而言，它的损耗在供电能量中的占比极高。该种补偿方式大体包含下列几个优势：接线较为简便，维护检修难度较小，能对电网无功的基荷予以限制，并最终实现对高配电变压器的无功降损功效。随器补偿的经济性价比相对较高，因此其在现实中得到了广泛应用。

2.2.3 中间同步或静止补偿

上述补偿方法，即在无距离低压电网线路中，通过安装部长装置，如一台同步调相机或者是静止补偿装置，从而对其进行无功补偿。在线路传输过程中，该种方法可有效提高电压的稳定性，并能降低多条输电线路的损害，其调节功效较为显著。此外，还有网损微增率补偿法、跟踪补偿以及低压集中等众多补偿方法，其通过对低压电网实行补偿，对电压的稳定性及电能利用效率的提高，也有一定的效果。

3.低压无功补偿装置的接线及安装技术

3.1 低压无功补偿装置的接线

在实际中，装置监测点的接线，实质上指的是补偿装置中的电流引入点，我们通常比较容易发现。电流引入点，即被补偿系统中对补偿装置电流互感器所设立的安装点。而电容器组引入点，是设立在被补偿系统中的总进线接点。应提出的一点是，掌握接线方法非常重要：应将负荷的供电电源作为接线依据，在电容器组总进线的节点电源处设立电流感器安装点，从而使无功补偿装置对有功和无功功率等数值进行实时检测，为判断无功补偿装置的投切效果提供数据支撑。

3.2 技术要点

现实中，在对低压无功补偿装置进行安装时，有下列几个问题要引起重视：接入控制器中的电流方向、电压相位不能出错，为逐步提升其安全系数，在装置安装后的第一次运行前，要对智能控制器上显示的电流、电压相序等做全面的检测和了解。其次，分补电容器应与应补单相负荷相适应，即要把功率因素偏低的该项投入到与之相应的分补电容器中。第三，要对总电流进行监测（一般可通过电流传感器予以实现）以便掌握电容器中电流相位的动态及变化。

3.3 效益评价

国家电网公司曾明确表示，功率因数值不符合标准的，应切实催促供电企业等进行补偿装置的安装，以减少电网损耗。补偿装置的安装，是基于长远利益而采取的一种有效措施，有着非常重要的现实意义。伴随着该项措施的逐步落实，用户将变成最大和最直接的获益者，供电系统也可获得更好的完善与发展。低压无功补偿装置不仅能带来可观的经济、环境及社会效益，其对全面小康社会的构建等都有很大的促进作用。由此，虽然不少地方面临着资金不足等问题，不过为长远发展，也应予以克服。

4.结论

低压电网无功补偿可对电网系统进行优化，从而逐步改善电压质量。无功功率不同，我们应酌情选择相应的无功补偿方法及补偿装置，通过无功功率因数的增加，以实现线路与配电变压器等降损之目标，推动社会稳步向前发展。

参考文献

[1]刘建强.配电系统无功补偿技术方案比较[J].广东电力，2011（1）.

[2]吴耀文.三级电网体系结构智能规划的若干关键问题研究[J].武汉大学，2012（3）.

[3]李文辉，罗海浅.谈低压无功补偿装置的几种接线方式[J].科技风，2012.

低压无功功率补偿论文 篇7

电力系统中为了降低线路损耗、提高功率因数和电能质量，通常在用户端或变电所进行无功功率补偿。低压成套无功功率补偿装置(简称补偿装置)简单经济、易于控制是无功功率补偿最为常用的方法。

补偿装置是低压成套开关设备和控制设备的特殊类别。它既有成套设备的一般特性，同时又有电容器、电抗器、控制器等元件的特殊要求。IEC 61439系列是低压成套开关设备和控制设备的标准，阐明了其使用条件、结构要求、技术性能和试验。考虑到GB/T 15576—2008[1](下简称15576)与IEC 60439—1:1999[2](下简称IEC 60439—1)的关联性，随着IEC 61439—1Edition 2.0[3](下简称IEC 61439—1)的国产化，低压补偿装置的标准会做出相应调整。本文通过IEC 61439—1(IEC 61439—1有3种验证方式，本文仅讨论试验验证verification test。)与IEC60439—1的差异给出了涉及补偿装置新增及变动的试验项目。随着对电网电能质量要求的提升，抑制涌流与谐波在补偿装置中有了更高要求。本文结合标准与实际试验分析了电抗器对补偿支路电气参量的影响以及对涌流、谐波、温升试验的影响，并对15576中部分有待完善电气性能试验条款进行分析，由于IEC 61439不涉及15576中电气性能试验部分，所以439系列标准换版对此部分没有影响。希望得出的结论对生产企业制定技术条件、产品设计以及标准开发有所帮助。

2 15576有变化的试验项目

2.1 IEC 61439—1新增的试验项目

2.1.1 材料与部件的强度

IEC 61439—1对空壳体的要求与试验和IEC62208/GB/T 20641[4]基本等同。IEC 61439—1增加了针对壳体的以下试验：耐腐蚀、绝缘材料耐热性、灼热丝、耐老化、提升、机械冲击、标志试验。

15576中所涉及壳体试验的部分为7.17基本环境试验，包含环境温度、耐老化、耐腐蚀3项试验。IEC 61439—1中耐腐蚀与耐老化试验与15576中的相同点在于试验方法基本相同，需要注意的是IEC 61439—1耐腐蚀性试验严酷等级B与15576中对应的试验细节不同：一为2个12合计24 d的存储;另一为12和14合计26 d的存储。不同之处为IEC 61439—1中的此两项试验并不仅限于户外型设备，而15576中的壳体试验仅考虑户外型。

15576中7.17.1环境温度性能试验目的为考核含电子器件的补偿装置在规定的环境空气温度上限和下限情况下长期运行的可靠性。IEC61439—1中不含此项试验。

IEC 61439—1中的绝缘材料耐热性、提升、机械冲击、标志、灼热丝几项试验为15576所不包含项目，这几项试验在此不详述见文献[4]。

2.1.2 冲击耐受电压

IEC 60439—1中7.1.2.3.4和8.2.2.1给出了免除冲击耐受电压的条件，而IEC 61439—1中对于冲击耐受电压试验为强制性。有关试验方法见文献[1]。这里要注意的是对抽出式补偿装置在IEC 61439—2中对抽出式部件隔离位置的试验布置有特别要求。

2.2 有变化的试验项目

2.2.1 工频耐受电压

IEC 61439—1与IEC 60439—1关于同一额定绝缘电压对应的试验电压值有所变化。以补偿装置常见的额定绝缘电压690 V为例，IEC61439—1中试验电压为1 890 V，而IEC 60439—1为2 500 V。

另外，对于试验用变压器的输出短路电流也有变化：IEC 61439—1要求试验用变压器输出端子短路时输出电流至少200 mA，而IEC 60439—1只要求交流电源有足够功率维持试验电流。

实际当中，用于投切电容器的复合开关或晶闸管开关主要由电力电子元件组成，其相相之间耐压一般达不到主回路相应的要求。此处的试验布置宜在15576中有所描述。

2.2.2 防护等级

对于IPX1而言IEC 61439—1放宽了试验条件，允许以移动滴水箱代替转动试品。IEC60439—1严格按IEC 60529/GB 4208的要求不允许移动滴水箱。

2.2.3 机械操作

IEC 61439—1对于机械操作的次数由IEC60439—1的50次变为200次。这对于补偿装置的结构设计要求更为严酷。

3 15576部分试验条款讨论

3.1 谐波试验

3.1.1 电抗器

电抗器对于涌流、温升、谐波等试验均有影响首先进行讨论。

图1为补偿装置含电抗器支路单相示意图。对于三相电路由于电源与负载的对称性单相分析结果适用于三相。图1中开关S为补偿支路保护器件和投切装置的合并简化，由于支路各个元件间连接线很短故可认为支路的电阻为零。Xh L与Xh C为电抗器、电容器在h次谐波下的阻抗值，h=1为基波条件，此时下标1省略且XL≪XC，并定义电抗率X%=XL/XC。

串联在补偿装置支路的电抗器用途主要为抑制涌流与滤波。抑制涌流利用了电抗器电流不能突变的原理，一般工程中采用电抗率为0.1%～1%的电抗器。实际中有很多补偿装置不配有串联电抗器，此时系统电抗和变压器漏抗起到了抑制涌流作用。当补偿装置容量较大变压器漏抗较小时，仅由系统的电抗便不能满足抑制涌流的要求，从而需要加装电抗器。滤波的基本原理是使电抗器与电容对某次谐波呈现低阻抗，即串联谐振使得谐波电流被短路到本支路。此时电抗率的选择要依据滤波次数、系统参数而定。由于谐波无功功率尚未有定义。本文中无功功率仅指基波。

首先分析基波时的情况。

可见支路串联电抗器后电容器端电压和电流幅值与不串联电抗器相比会随电抗率增大而增大。对电容量不可调电容器而言其不变电气参数为其电容量即C，在基频下XC恒定。电容器额定电压VCn，额定电流ICn，则额定容量QCn=V 2Cn/XC，额定电流ICn=VCn/XC，运行容量QC=V C2/XC。一般情况下，制造商会选择额定电压大于补偿装置额定电压的电容器，以留有设计上一定的裕度。但此时仍应考虑当X%增大导致VC>VCn时，过压过流给电容器带来的危险。另外当补偿装置分支不串联电抗器，即X%=0,QC一般小于QCn，说明支路不带串联电抗器补偿装置的电容器运行于其额定容量以下。

3.1.2 LC无源滤波基本原理

图1中从电压输入端看支路在h次谐波下的阻抗值Zh=h·XL-XC/h=XC(h·X%-1/h)。谐振点

当h2=1/X%或h2接近于1/X%支路对h次谐波电流呈现低阻抗，使得谐波电流不流入系统。

图2为电气系统谐波等效电路，这里将谐波源简化为电流源[5]。Xhs表示系统在h次谐波下的感抗，基频下低压系统感抗已不能认为远远大于电阻。但本段中系统感抗为基频值经h倍放大而电阻在任何次谐波下为常量，故省略电阻部分。经计算可得：

对h次谐波：当Xh L>Xh C即补偿支路对h次谐波呈感性。补偿支路起分流作用流入系统谐波电流减小;当Xh L=Xh C补偿支路对h次谐波短路，谐波电流完全流入补偿支路;当Xh L

由以上分析可知，补偿支路对h次谐波呈容性时有放大系统谐波的可能性;滤波的设计要综合考虑系统与补偿装置的参数。本段的分析认为电容器与电抗器的物理参数不变，实际设计中要考虑这些参数随环境参数比如：温度、湿度、大气压等的变化。

3.1.3 15576中谐波标准评述

15576中对于谐波方面的标准主要引用文献[7]，并按总谐波电流滤除率来区分滤波及抑制谐波。

文献[7]中对于每个电压等级下各次谐波电流均有限值要求，但实际使用或试验时由于系统短路阻抗及协议容量等参数难以确定，故各次电流谐波限值难以确定。文献[7]中对于15576所适用的交流1 000 V及以下设备仅有380/400 V一档电压电流要求，而对于矿业常用的690 V及作者所接触过的800 V,1 000 V柜体无任何规定。使得文献[7]在部分试验条件下判据失效，例如对于额定电压690 V带滤波补偿装置的试验而言谐波电压的判据不存在。由以上分析可知补偿设备支路对某一次谐波有抑制或滤除作用时，对另一次谐波有放大可能。举例：实践中某补偿装置的总谐波电流及5次谐波电流在设备投入后减小但7次谐波电流增大。补偿装置目的为改善电能质量，这种部分谐波电流被放大的情况明显违背了初衷。更为合理的判定方法应该将各次与总谐波电流综合考虑。

从以上分析可知，当一个补偿装置含有针对两种及两种以上谐波进行滤波的分支时，各个分支不同的投切顺序会对于系统谐波有不同影响。建议制造商给出相应的投切顺序，以免引起谐波放大。

3.2 温升试验

15576中7.3规定温升试验电压应使电容器支路电流不小于其额定电流，由3.1.1中可得出

即温升试验分支电流大小可通过调节试验电压幅值进行改变。当补偿装置支路含电抗器时电压升高幅度要低于不含电抗器的情况。须注意V的升高有可能导致电容器过压运行。当补偿装置中有多种额定电压不同的电容器时由于各支路从同一母排取电单靠调节电压幅值很难达到标准中对电流的要求。例如：额定电压380 V的不含电抗器补偿装置分支含400 V和450 V两种电容器。当调节试验电压为450 V时可满足标准中对试验电流的要求，但此时部分电容已处于过压状态。

3.3 涌流试验

补偿装置分支合闸并入系统瞬间，将会产生高频、高幅值的合闸涌流。涌流过大将会造成电容器损伤、保护装置误动，其电动力会造成设备结构损伤，尤其对于频繁投切的场所涌流的控制尤为重要。

按照线性动态电路理论，图1中开关闭合后涌流大小与电源电压、电容与电感的参数、电容器投入前电压有关。涌流大小及分析方法见文献[6,8]。可以得出，当在电源电压瞬时值与幅值接近时投入产生涌流最大;补偿支路的电抗器可以有效地减小涌流;由于电气系统三相对称性当三相同一时刻合闸，三相电流不会同时达到最大或最小，可以通过分相延时投切使得每一路涌流达到最小。

15576中未明确规定涌流的试验电压，由于试验电压幅值对合闸后电压电流的影响很大所以试验电压的规定尤为重要。实际使用或试验中随着补偿装置各个分支的投入系统电压逐步升高，此时至少应对所考察支路投入时电压进行记录以保证试验的准确性;再者，涌流试验目的是为了保护支路元件不受过流影响，考虑到电容的增压作用所以标准规定对最后一路进行试验。实际使用中由于系统电气参量的瞬变性以及手动投切的随机性每一条支路均有可能作为最后一路。所以标准宜将“最后一路”改为对参数不同支路分别进行试验。按电路理论涌流与电容投入前残压有关，且多数投切开关对于连续两次投切时间间隔也有定义，故试验时应在电容器放电完毕后进行或在制造商规定时间间隔后进行。

3.4 其他

15576中试验条款7.1.6要求对机电开关电容器投入时端电压进行测量，要求不大于电容器额定电压10%;同时对装置瞬态过电压进行测量，要求在2 2额定电压以下。

此两点在标准中表达比较含混。实际上瞬态过电压的测量可以结合涌流试验一并完成。而电容器再次投入残压需要标准进一步的说明，其中原文“一定的延时时间”应给出具体的要求。

4 结论

本文通过对照IEC 61439—1与IEC 60439—1不同之处，给出了IEC 61439—1国产化后补偿装置标准相应有可能要增加和修改的地方。其中主要增加了对壳体的试验。分析了电抗器在补偿装置中的用途，支路串联电抗器对补偿装置性能有提升但对电容器运行能力有所要求。根据试验经验对谐波、涌流、温升等试验中有待完善的地方提出了一些建议。

摘要：在电气系统中无功功率补偿装置广泛应用于补偿系统的无功功率、降低网络损耗、改善功率因数和电能质量。考虑到低压成套无功功率补偿装置的国家标准与439系列标准的紧密联系,伴随IEC 61439—1Edition 2.0版本的国产化,给出了GB/T 15576—2008中将会受到影响的试验项目。通过实际检测经验对15576中温升、涌流、谐波试验进行了分析并对部分有待完善的条款进行讨论。

关键词：无功补偿,低压成套,标准,试验

参考文献

[1]GB/T 15576—2008低压成套无功功率补偿装置[S]北京:中国国家标准出版社,2009.

[2]GB 7251.1—2005/IEC 60439—1∶1999低压成套开关设备和控制设备.第1部分:型式试验和部分型式试验成套设备[S].北京:中国国家标准出版社,2006.

[3]IEC 61439—1 Low-voltage Switchgear and Controlgear Assemblies-part 1:General Rules[S].Edition 2.0 2011—08.

[4]GB/T 20641—2006/IEC 62208:2002低压成套开关设备和控制设备空壳体的一般要求[S].北京:中国国家标准出版社,2007.

[5]王兆安,杨君,刘进军,等.谐波抑制和无功功率补偿[M].第2版.北京:机械工业出版社,2002.

[6]电力行业电力电容器标准化技术委员会.并联电容器装置技术及应用[M].北京:中国电力出版社,2011.

[7]GB/T 14549—1993:电能质量公用电网谐波[S].北京:中国标准出版社,1994.

低压无功功率补偿论文 篇8

1 掌握低压无功功率自动补偿系统的原理

电气工程人员要想在实际应用中很好地发挥低压无功补偿的作用, 就必须首先掌握电网低压侧无功功率自动补偿系统的原理。低压无功功率自动补偿系统是依靠电压、电流互感器采集供电线路中的电压、电流的数据和信息的, 输入到单片机中, 通过单片机系统中的CPU进行分析、计算, 通过输出系统把计算的结果与标准的功率因数0.9进行比较。如果功率因数大于0.9, 无功控制器就不会输出信号, 交流接触器不动作, 电容器不投切, 就不进行补偿。如果功率因数小于0.9, 无功控制器就会输出信号, 交流接触器动作, 电容器投切, 就进行补偿。通常情况下, 电压信号是从接于主母线上的B、C相上的电压互感器中采集的, 电流信号是从接于低压主柜中的母线上的A相上的电流互感器中采集的。

2 低压无功功率自动补偿系统的应用技巧

2.1 无功补偿电容器投切容量的确定方法

对于低压系统来说, 国家规定低压供电的用电单位无功因数应大于或等于0.85, 所以, 在实际安装中, 安装容量的大小应根据本单位负荷的实际情况和供电部门的要求, 确定所安装的电容器容量。由于低压系统中大多数用电设备都具有感性特点, 所以, 无功功率的电容器补偿方式, 通常采用的是共补型方式进行补偿的。在进行补偿前, 首先要考虑的是电容器投切容量的计算, 投切容量的大小, 可采用查表法和计算法求得。查表法, 就是把原本功率因数与所需功率因数两者对应所确定的系数K的大小与有功功率P的乘积, 作为所需投入补偿的电容器的容量Qc的数值。

2.2 低压无功功率自动补偿系统自动投切的判据和控制策略

无功功率自动补偿装置要想正确地投入到低压电网系统中, 不仅要考虑投入补偿的电容器的容量Qc的大小, 还要考虑到接入低压电网系统中的电压变化的情况。如果不能有效地使二者之间达到合理的搭配, 将会造成电容器组的频繁地投切、变压器的电压出现忽高忽低、忽大忽小的电压波动的情况。因此, 在进行无功功率投切电容器进行补偿的同时, 如何实现与低压系统中电压调节的合理配合, 是保证无功补偿系统可靠投切的关键。

判断无功功率设备是否需要投入到低压电路中, 如果只单纯地以功率因数的大小为判据, 这是不科学的。为了使无功功率的投切控制更合理、更准确, 就需要采用无功功率、功率因数、电压这几个参数之间的综合判据, 作为判断是否需要进行无功功率自动补偿系统的投切的依据。为了避免电容器组的投切震荡, 需要考虑系统允许一定的过补, 在具体调试过程中, 根据九区图, 通过调试无功功率上下限的数值、电压上下限的数值及ΔU值的大小, 来控制无功功率自动补偿系统的投切。在实际投切控制中, 还要注意同组电容器的动作时间间隔, 间隔时间必须大于300s, 同容量的电容器循环投切。为了防止出现瞬时干扰和投切震荡的情况, 投切算法并不以一次的计算结果立即决定是否投切, 而是计算结果连续几十秒均为同一组合时, 电容器才实行投切。

无功功率自动补偿系统投切的控制方法的分析, 通常采用的是九区图分析法。九区图是把低压系统中的无功功率和电压作为两个状态变量来描述的, 根据给定的电压、无功功率上下限, 把电压和无功功率运行的控制状态按九区划分, 以此来分析电容器组能否合理地投切和对低压电路中电压的影响。通过九区图分析系统中无功功率需求补偿的大小和系统中电压变化的关系, 根据无功功率补偿的大小值与系统中电压变化的情况, 来决定无功功率控制器是否投切。传统的九区图如图1。

传统的九区图在分析无功功率与电压关系时, 由于边界是固定的, 没有充分考虑到电路中电压与无功功率的相互关系、相互作用, 更没有考虑到无功功率的变化趋势。这样分析出来的投切过程, 容易造成系统的不稳定、不可靠, 所以, 使用时容易出现震荡和频繁动作的情况。为此, 一些专家和学者又提出了扩张后的区域图分析法。附扩张后的区域图如图2。

扩张后的区域图具有以下三个优点:

(1) 无功功率上下限, 采用斜线可以有效地保证电压质量, 提高电容器的投切效率, 减少变压器中不必要的调压。

(2) ΔU是考虑电容器投切对电压影响的控制确定值, ΔU值的确定应该比电容器投入或切除时电压波动值略大一些, 这样才能避免电容器不必要的频繁投切, 也减少了电容器的不合理投切区域。

(3) 无功功率上下限之间差值的确定, 应该是最大一组电容器容量的1.05至1.2倍之间, 这样就可以避免电容器的频繁动作。

2.3 低压无功功率补偿电容器组的连接技巧

因为电容器组按三角形连接时的电压等于按星形连接时的电压的倍, 因此, 电容器组接成三角形时的容量Q为采用星形连接时3倍。如果电容器组按三角形连接, 在三相之间, 即使出现一个电容器断线的情况, 此时整个三相线路仍能得到无功补偿;如果电容器组按星形连接时, 当一相中的电容器出现断线时, 该相就失去了无功补偿, 这将会造成三相补偿负荷不平衡。因此, 低压无功补偿中电容器组一般连接成三角形。但是美中不足的是, 当电容器采用三角形接线时, 任一电容器击穿将造成两相短路, 有可能发生电容器爆炸的事故, 而采用星形接线时, 若一相电容器击穿, 短路电流数值相对较小, 因此, 星形接线与三角形接线相比, 安全多了。

3 低压无功功率自动补偿系统的维护及注意事项

智能型无功功率控制器是属于电子器件, 在安装场所, 应做好防尘、防灰处理和保持适宜的温度等工作。投入运行后, 不能光想着这是智能型的, 可以无限期地放入电路中, 这种做法是错误的。电气工程人员平时要善于观察, 如果在路的功率因数已大于0.9以上时, 就应立即切除无功功率自动补偿控制器的开关, 使无功功率自动补偿系统退出线路。无功功率自动补偿系统在平时的运行过程中, 如果运行一段时间后, 需要停电进行检修。在停电的情况下, 要对无功补偿柜内的所有螺丝等零件进行紧固处理。如果柜内的温度过高, 还要打开柜内的电扇电源, 对补偿柜进行降温处理。同时, 在检修过程中, 观察电容器接头是否有闪络现象, 或电容器瓶是否有击穿、鼓包等现象, 如果出现这些现象, 要及时地更换电容器。在更换电容器时, 还要用仪器同时对本组中的其它电容器进行测量, 如有问题, 应一同更换。

总之, 低压无功功率自动补偿系统在低压电网系统中起着举足轻重的作用。在实际应用中, 智能型无功功率自动补偿控制系统在投入运行之前, 需要运用一定的技巧, 对其进行科学的调试工作。在接线正确的前提下, 参数调试特别重要, 它关系到控制器是否能正确进行控制电容器组并按要求进行科学投切。在调试前, 需要先看懂无功功率自动补偿控制器的说明书, 知道控制器的控制面板上各控制开关及组合的作用, 然后打开内部参数修订项, 根据判据和实测数据的大小及控制策略的要求, 调整内部参数到目标数据, 最终使无功功率自动补偿系统得以安全、有效地运行。

参考文献

[1]王雷.无功电压计算及电压无功投切判据分析[J].电力自动化设备.2001 (06) .

低压无功功率补偿论文 篇9

随着我国电力事业的飞速发展,社会用电量越来越大。由于企业中大部分负载为感性,因此需使用低压无功功率补偿装置(以下简称补偿装置)来进行无功补偿,以减少低压输电线路的无功传输量,维持电网电压稳定,提高电网运行效率。无功功率补偿分为静态无功功率补偿和动态无功功率补偿,其中,动态无功功率补偿是一种延时很短的补偿方式,主要用于负载变化较快的场合。

1 补偿装置工作原理及其动态响应时间测量方法

补偿装置中补偿电容器组的投切,是由无功功率补偿控制器(以下简称控制器)根据电网中无功量来自动控制的。控制器检测到无功量大于设定值时,便发出信号使复合开关合闸,投入电容器组;若无功量仍大于设定值,则继续增投电容器组直至全部投入。控制器检测到无功量小于设定值时,便发出信号使复合开关分闸,切除电容器组;若无功量仍小于设定值,则继续切除电容器组直至全部切除。补偿装置示意图如图1所示。

补偿装置动态响应时间是指从系统的无功变化达到设定值到补偿装置输出无功的时间间隔。GB/T 15576—2008规定的动态响应时间测量方法为:在主电路中投入大于补偿装置设定值的感性负荷,把感性负荷电压变化时刻记为t1,同时检测电容器投入后电流的变化,把电容器输出电流发生变化的时刻记为t2,则t2-t1为装置的动态响应时间t。动态响应试验原理如图2所示。波形采集装置采集感性负荷电压和补偿装置电流。

2 新试验方法原理

GB/T 15576—2008中的试验方法需使用感性负荷,目的是产生使电容器投入的无功量。但是,这种感性负荷容量大、体积大且笨重,因此操作麻烦,难以调节且利用率低。这里介绍一种新的试验方法,用通用的小功率移相电源代替大容量的感性负荷产生感性无功,以达到节约成本、方便操作、提高工作效率的目的。

新试验方法的接线图如图3所示,将补偿装置主回路接入系统三相电源,将控制器上的用于检测系统无功量的电压、电流信号线改接至移相电源的电压、电流信号输出线。当移相电源输出的无功量大于控制器的设定值时,电容器组投入。记录移相电源无功电流的输出时刻t1和第1组电容器产生电流的时刻t2,则t2-t1为补偿装置的动态响应时间t。波形采集装置采集控制器电流输入端电流和第1组电容器三相进线侧电流。

新方法中,起始时刻t1为无功电流即感性电流产生时刻。由于感性负荷电压变化时刻与感性电流产生时刻相同,因此使用移相电源与使用感性负荷的效果相同,即新方法与标准中的方法等效。

3 试验过程

由于通用的移相电源的电流输出不能突变,因此无法在波形上确定真实的起始时刻t1。鉴于此,对试验接线进行了改进,在移相电源的电流输出端短接一个断路器Q1(如图4所示),通过断路器的动作来明确起始时刻t1。

开始试验时,先使移相电源输出端断路器Q1合闸,然后调整电压、电流值及角度,使无功输出值大于控制器的设定值。由于断路器Q1在合闸状态,移相电源输出的无功电流被短接,因此控制器检测到的无功量远小于设定值,电容器不投入。开始手动采集波形后,将Q1分闸,控制器电流输入端的无功电流即刻增大,补偿装置检测到的无功量也大于设定值,此时即为t1。经过时间t后,控制器使复合开关合闸,第1组电容器投入产生电流,t即为动态响应时间。试验3次,取最大时间t值。

4 波形图解析

补偿装置动态响应波形图如图5所示。通道1为第1组电容器导通电流,通道2为移相电源输出电流。通道2中电流由小变大的时刻即为起始时刻t1,通道1中电流产生的时刻即为第1组电容器导通的时刻t2,动态响应时间t则为t2-t1。

由图5可知,动态响应时间t为244.5ms,t值若太大,则达不到动态无功补偿的目的。GB/T 15576—2008规定,采用半导体电子开关或复合开关投切的无功补偿装置,其动态响应时间应不大于1s。

5 注意事项

在补偿装置动态响应试验的实际操作过程中,还应对控制器的变比、延时等参数以及移相电源的电流、电压、相位进行设定。在采集波形前需反复调试,以确保断路器Q1闭合时复合开关不动作,断路器Q1分断时复合开关动作,电容器投入。

由于移相电源直接与控制器连接,因此在试验过程中,控制器测得的无功量不会变化,补偿装置会按设定的投入模式依次投入全部的电容器组,但此时需采取措施防止投入的电容器容量超过系统允许值。

由于新方法使用了系统电源和移相电源,且对控制器接线进行了临时改动,因此在试验前应反复确认2套电源相互隔离,以免发生短路事故。

6 结束语

对负载较大且变化较快的线路(如电焊机、电机线路)采用动态补偿,会产生明显的节能效果。动态响应试验是补偿装置的一个重要试验项目,当动态响应时间达不到标准要求时,补偿装置就起不到无功功率补偿的作用。

参考文献

[1]刘新民,王国宪.低压无功静动态补偿柜的应用[J].农村电气化,2000(10):42,43

[2]魏保民.电容补偿柜的工作及维护[J].通信电源技术,2001 (3):40,41

低压无功功率补偿论文 篇10

1 设备异常现象及常见故障检修示例

在工作实践中, 设备有以下几种常见的异常现象及故障需要设备运行人员及维修人员加以了解掌握。

1.1 智能控制器不能正常工作

(1) 控制器不工作。通常是接线错误或连接导线开路造成的。接线错误一般发生在设备安装阶段, 能够在电容柜投入试运行时发现并及时排除。连接导线开路故障通常是在设备运行一段时间后, 紧固导线的接线端子松动引起导线接触不良或开路。所以在对故障排查时要仔细检查导线连接回路中每一个接线端子, 对松动的接线端子加以紧固并更换损坏的接线端子。

(2) 欠补偿或过补偿。此种现象通常是参数设置不恰当造成的。智能无功功率补偿控制器的投入门限在0.80~0.99范围内可调, 切除门限在滞后0.91~超前-0.90之间可调。如是欠补偿可检查投入门限设定值是否偏低, 将设定值适当调高后检验补偿效果。如是过补偿可将切除门限设定值向低调, 减小电容器切除门限。如果在过补偿状态下, 电容器还继续投入, 直至全部投入并保持下去, 则需考虑是智能控制器本身过于灵敏原因造成的。当投入多组电容器后, 电网负荷突然停运, 无功迅速变化, 如控制器来不及反应, 电容器则会在电网中继续运行, 形成过补偿。控制器自动相序判断功能会把过补误判为欠补偿运行而继续投入电容器组, 直到电容器组全部投入。

1.2 交流接触器故障

(1) 限流电阻烧坏。切换电容器交流接触器加装有一组限流装置, 限流装置主要由限流触点和限流电阻构成, 其功能是抑制合闸涌流。在电容器投入时, 如果浪涌电流过大, 超过了接触器本身的抑制能力, 则会出现限流电阻烧坏的情况。针对这种故障, 维修人员可采用更换限流电阻的方法进行修复。

(2) 接触器噪声大。交流接触器在运行过程中, 如果电磁铁振动严重、噪声过大, 则需考虑下列因素。

(1) 接触器铁芯极面磨损过度或异物侵入铁芯极面导致极面接触不平产生较大噪声。可拆下线圈检查铁芯动、静端面的平整度, 用什锦锉将端面锉平, 清理侵入铁芯极面的异物。如果铁芯极面磨损严重, 则需更换铁芯。 (2) 机械部分卡涩或磁系统歪斜使铁芯不能吸平原因致使噪声过大。主要检查机械部分运动是否顺畅, 修复机械损伤部分。检查衔铁与机械部分的连接销是否松动, 对夹紧螺丝进行紧固。 (3) 接触器线圈电气回路路部分故障导致线圈电压不稳定, 电磁铁振动噪声过大。主要原因是紧固导线的螺丝松动, 在接触器线圈工作时形成断续供电打火现象, 造成线圈两端电压不稳。可通过检查接触器线圈与导线连接端子以及导线回路中各连接端子紧固螺丝是否松动, 对松动的接线端子进行紧固处理即可排除故障。 (4) 触头超行程或触头弹簧压力过大造成噪声大。可通过调整减小超行程和触头弹簧压力的方法, 降低或消除其产生的噪声。

(3) 主触头过热、熔焊。

主要有下列因素。

(1) 接触器限流装置损坏引起主触头过热、熔焊。电容器合闸涌流较大, 如限流装置损坏, 则浪涌电流全部由主触头承受, 造成触头过热, 甚至熔焊。通过对接触器限流装置进行维修更换, 即可消除该故障。

(2) 触头弹簧压力过小。采用经验测量方法, 在动、静触头间放一厚度约0.1 mm, 宽度比动、静触头接触面稍宽的纸条, 在接触器通吸合电状态下抽拉纸条。如果是100 A以上的接触器, 在纸条抽出时有撕裂现象, 则可判定弹簧压力为合适压力。 (3) 触头容量减小。接触器在投、切电容器组过程中, 触头表面会产生电弧形成烧灼麻点, 随着麻点的逐渐增多, 触头容量逐渐减小。如果接触器工作环境灰尘较大, 则触头的烧损速度会更快。当触头容量不能满足工作需求时, 则会产生过热现象。

1.3 自愈式电容器故障

(1) 外壳温度过高。电容器外壳温度超过铭牌标注额定温度常见有以下原因。

(1) 变电所内环境温度过高。测量所内日平均温度超过30℃或时平均温度达到40℃, 需采用强排风或空调制冷方法降低工作环境温度使电容器外壳温度降至允许温度范围内。 (2) 电容器接线柱连接松动。如果螺丝没有拧紧, 接线柱与导线连接松动, 则连接点会发热, 引起外壳温度也升高。连接点发热严重时, 还会烧断导线, 引发事故。

(2) 电容器发出异常声响。

(1) 电容器发出放电声响, 时间比较短、声音比较闷。这是电容器内部绝缘介质击穿短路发出的声音。自愈式低电压电容器有自愈功能, 在介质击穿后会自动恢复绝缘, 通常无需采取措施。 (2) 电容器在运行中如发出电磁力振动声, 时有时无, 则有谐波电流流过电容器。一般谐波电流在允许范围内不需理会。如谐波电流过大, 则必须采取在电容器回路串电抗器或装滤波器措施抑制谐波。

2 注意事项

(1) 维修人员在修复接触器铁芯极面和触头时, 不得使用砂纸进行打磨, 以免金刚砂嵌入影响其接触。 (2) 因熔断器熔丝熔断通常是电容器内部故障引起的, 所以在熔丝熔断后应先对电容器进行仔细检查, 然后再作出相应处理。 (3) 因电容器在故障情况下存在燃烧、爆破的危险, 所以值班人员应熟知电容器的工作特性。通过听其声音、观察各指示仪表的方法, 对电容器的运行状态进行分析判断。当发现三相电流明显不平衡或运行参数超出电容器的工作条件等异常情况时, 应及时退出电容器组进行检查。

3 结语

低压智能无功功率补偿是当前用电单位提高功率因数, 采取节能措施的首选方案。设备运行及维修人员了解、掌握其工作特性, 及时发现、排除各类不安全因素, 确保电容器的安全运行, 使之在节能管理中发挥最大作用。

摘要：低压智能无功功率补偿是当前低压用户广泛采用的一种无功补偿方式。本文对设备运行中出现的异常现象及故障进行了列举分析, 为相关人员运行管理和维修提供了参考。

低压无功功率补偿论文 篇11

摘要：本文从增加线路损耗、提高供电成本和导致电压波动等三个方面，阐述了无功功率对电网的危害，分析了低压无功自动补偿对线损的影响，以及智能无功自动补偿装置的结构及其原理，并以实例为参考探究了低压无功自动补偿的方案及建议，以期为降低线损，提高电力设备利用率，保障电网运行过程中的稳定性与传输能力提供借鉴意义。

关键词：低压无功自动补偿；线损；影响

随着经济的快速发展，社会的用电量持续增加，使得电力负荷不断增长，而无功消耗的情况也逐渐凸显出来，造成了低压电网的线损较大，对从而对电网完善发展造成了阻碍。因此，分析低压无功自动补偿对线损的影响，对于促进社会经济发展有着积极的意义。

1 无功功率对电网的危害

1.1 增加线路损耗。电网的电流总量为无功电流与有功电流相加之和，如果电网中的无功功率增加，电流的总量也会相应增加，既进一步加大了线路损耗，也会加重供电线路、用电设备和变送电设备的发热程度，影响其正常运转。

1.2 提高用电成本。电网无功功率和实际功率为正比关系，当无功功率增加后，电弧炉、发电机与电阻焊等各种电器设备的容量也会增加，这样会提高用电的成本。同时，因为无功功率所导致的线路损耗增加，也在一定程度上提高了用电的成本。

1.3 导致电压波动。在电动机启动时会产生较大无功功率，使得电网中电流与电压相位不同相，从而出现严重的谐波分量，导致供电网络的电压不稳与谐波干扰的增大，进而严重影响供电的质量，使处于同一电网中的其他用户没有办法进行正常取电。

2 低压无功自动补偿对线损的影响

电力系统元件在进行无功功率的传输时，两端电压之间的幅值差不太容易实现，并且负载与元件会消耗大量无功功率，利用发电机进行无功功率的长距离传输并不合理。因此，电力系统运行时需要进行无功自动补偿，减少电网中的线路损耗，这也是保障电压质量的实质与核心。

同一线路中并联有容性负荷与感性负荷装置，在感性负荷释放能量的过程中，容性负荷则进行能量吸收；而在容性负荷能量释放的过程中，感性负荷则吸收其释放的能量。例如电动机与变压器所需无功功率能从电容器得到有效补偿，顺利实现能量的转换。借助无功自动补偿，可以减少电网运行时的无功功率，进而降低电压的损耗，保障电压质量。无功补偿方式主要为低压补偿、高压补偿、分散补偿与集中补偿等，相对于高压补偿方式，低压无功自动补偿投切灵活，可以按照无功电流变化情况，自动投入与切除电容，实现无功功率的平衡。

由于低压电网以感性负载与电阻负载为主，并且电流将滞后电压一个角度，如果装设的电容器和负载并联，则点容器中的电流将会抵消部分电感电流，从而减少电感电流与总电流，功率因素则随之提高。台区低压无功自动补偿可以减少低压线路与变压器的功率损耗，进而减少电压的损失。

3 智能无功自动补偿装置的结构及其原理

智能无功自动补偿装置的硬件主要由转换器、显示器、微处理器、键盘、模拟量输出、电容器阵列的投切控制、通信接口和电网频率跟踪等组成，可以对电压、电流、功率因数、功率、谐波、无功和有功等各项参数进行实时检测与计算，并依据补偿最优与次数最少的原则，确定所需电容器容量，并以开关输出进行命令控制。

在进行数据采样时，装置采用全周傅氏算法进行相角、电压与电流幅值，并以快速开方算法进行开平方的运算。无功自动补偿控制系统为多输入与多输出闭环系统，并受控制对象的动作次数约束，因此所求为近似解。为了控制电容器阵列投切，实现其次数最优与无功补偿的目标，按照减少控制次数，以及保持无功平衡与电压合格的原则，需要对传统电压与无功九域图的算法进行改善。

由于台区的变压器没有有载调压的功能，所以不需要对变压器分接头进行调整，而将功率因数作为控制的指标。在检测功率因数低于下限且持续一段时间后，需要将实时计算的补偿容量投入到电容器阵列中；在检测功率因数高于上限且持续一段时间后，对电容器阵列进行切除处理，投切的过程中需要注意做好时间延迟，以免出现投切震荡与节点抖动情况。为了避免电容器因投切错位而出现不均衡问题，需要对其阵列采用循环投切的方式，并采取动作判据处理，防止过电压影响用户正常用电，在出现过电压情况时，强行切除电容器阵列容量。

4 低压无功自动补偿的方案分析

电能质量技术监督管理办法中明确要求在配网无功补偿过程中，需要集中于变压器低压侧，而高压侧主要为辅助作用，补偿度需要控制在电容器容量20%～40%。如果补偿不在规定范围内，如低压自动无功补偿等，则需要按照低压电网运行情况合理选择补偿度。

以某低压出线为例，其线损为15%左右，低压线路的无功负荷比较大，末端电压相对较低，仅为190V左右，功率因数仅为0.75，线路长度500m左右，以生产用电为主，伴有少量照明负荷。因为无法准确测量线路负荷，所以采取安装智能低压无功自动补偿装置的方式，分析其补偿方案。

在试验的过程中，负载较重区域主要是生产企业，无功负荷的主要消耗设备为电动机，其他则为生活负荷，如空调与日光灯的负荷等。因为负载较重区域电压与功率因数比较低，所以可以采用分散补偿或者就地补偿方式。无功自动补偿是以负荷较重区域为主，安装3台无功自动补偿装置。试验的结果表明，增加低压无功自动补偿装置后，借助分散补偿或者就地补偿，不但电网的电压趋于稳定，设备的利用率得到了提高，而且提高了线路末端的电压，降低了上级线路、变压器、与低压线路损耗，台区低电压情况得到显著改善。同时，在试验的过程中发现，低压线路越长，功率因素越低，线路负荷越大，则节能的效果更加显著。在就地补偿中，因为补偿方式比较简便，可以对线路负荷进行推算与实测，确定负荷分布情况，从而提高实施就地补偿的效果。

5 低压无功自动补偿方案的建议

5.1 如果低压线路的支路与节点较多，补偿时可以采用“2/3法则”，即在无功负荷的2/3处进行补偿，补偿的容量为2/3的总无功负荷，无功负荷可以通过推算或实测获得。此方法对城镇与农村的用户尤为合适。

5.2 如果低压线路的支路比较少，负荷集中于少数用户，补偿时可以采用就地补偿的方式，要求用户补偿到要求功率因数。如果线路的无功负荷仍然不足，可以再利用“2/3法则”进行补偿，或者部分利用就地补偿的装置进行适当无功倒送弥补。

5.3 加大宣传的力度，鼓励用户按照负荷选用低压无功自动补偿装置进行随机的补偿。如果线路的截面<120mm?，则需要将无功补偿与線路改造结合起来，以实现减少线损的目的。

5.4 城市的低压电网主要为家庭与办公负荷为主，可以利用就地补偿的方式进行补偿，商务楼与小区房可以在配电箱位置进行无功补偿，补偿的容量需要实测来决定。

6 结束语

总之，无功功率对电网存在着增加线路损耗、提高供电成本导致电压波动等危害，而低压无功自动补偿可以降低线路损耗，提高线路功率因数，在保障供电效率和优化供电的环境中起着重要的作用。

参考文献：

[1]韩英.浅谈低压线路自动无功补偿的应用[J].中国高新技术企业，2012（25）：58-59.

[2]孙继敏.低压变配电自动无功补偿装置的控制与应用[J].价值工程，2012（34）：114-115.

[3]邢洲.低压电容补偿智能控制装置[C].太原理工大学硕士研究生学位论文[A]，2005，4.

低压无功功率补偿论文 篇12

常规无功补偿控制器只能实现共补, 而实际工业现场往往三相负载不平衡, 故需要针对某一相进行无功补偿, 即分补偿。常规无功补偿控制器普遍采用一种编码方式, 即等电容循环投切, 而电网所要补偿的容性无功功率的数值常是连续不分等级的, 故单只电容器容量可能过大, 造成过补或欠补, 补偿精度欠佳。为了解决上述问题, 本文将介绍一种以ARM为核心的ARC低压无功功率自动补偿控制器。

1 设计要求

根据现有市场上的低压无功功率补偿控制器的功能特点及实际需求, 确定ARC低压无功功率自动补偿控制器。

(1) 输出电路采用编码工作方式。

(2) 采用以基波无功功率为主、 基波功率因数为辅的投切依据。

(3) 采用FFT实现无功功率的精准计算。

(4) 采用混合补偿 (三相共补、 单相分补) 方式, 分为静态和动态补偿。

(5) 基本保护功能: 过电压、 欠电压、 欠流、 断相、电压畸变、温度保护等。

(6) 基本测量功能和通信功能:电压、电流、 频率、有功功率、无功功率、电压畸变率、功率因数、温度等基本测量功能;RS-485通信接口, 采用Modbus通信协议。

(7) 采用导轨和嵌入式安装方式。

(8) 电磁兼容标准: GB/T 17626.2—2006、 GB/T17626.4—2008、GB/T 17626.5—2008。

(9) 以上要求符合JB/T9663标准。

2 硬件设计

ARC低压无功功率自动补偿控制器 (以下简称控制器) 功能如图1所示。控制器包括电源电路、 三相交流电压电流采样电路、频率采样电路、温度采集电路、按键输入电路、报警输出电路、 开关量输出电路、LED显示电路、CPU、RS-485通信电路。 下面重点介绍电压采样电路、频率采样电路和RS-485通信电路。

2.1 电压和频率采样电路

电压和频率采样电路如图2所示。电压信号UA经电阻分压、信号处理后, UAO直接进入CPU, 实现电压采样。UAO经过RC滤波、迟滞比较器, 可生成同频率的基波方波FRE, 实现频率的采样。 图3 是7 次THD15%50Hz的UAO电压波形, 图4是经过RC滤波后的UAO1电压波形, 这就保证了进入迟滞比较器的是基波。

频率采样有硬件和软件测频。软件测频算法复杂、计算量大、精度不高;硬件测频计算量小、精度高。控制器硬件测频电路的优势是: 实现测频的同时实现了电压采样; 减少了CPU的运算; 泄漏误差小于基波幅值的0.02%, 满足FFT分析处理谐波的精度要求。

2.2 通信电路

控制器具有通信功能, 硬件采用RS-485通信接口。RS-485通信电路采用硬件自动控制收发电路, 不用单片机控制, 可以减轻单片机的负担。为了满足工频耐压要求, 制作PCB时要做好隔离措施。通信电路如图5所示。一路RS-485通信电路将实时电参数上传到监控中心, 便于观察现场设备; 另一路RS-485 通信电路作为子母机扩展使用, 通过主机实现对从机的控制。

3 软件设计

控制器主程序包括数据采集、FFT计算、电容投切、基本保护、显示程序、按键处理、人机交互、通信等子程序。各部分子程序采用模块化设计, 便于维护。这里主要介绍基于FFT的无功功率测量算法和电容投切。

3.1 基于FFT的无功功率测量算法

无功补偿中常用的无功功率测量算法有快速傅立叶变换 (FFT) 测量法和数字移相测量法。 快速傅立叶变换 (FFT) 测量法精度高, 但计算量较大, 实时性不好;数字移相测量法实时性好, 但是在测量信号含有谐波时测量误差较大[1]。

本文采用ARM进行FFT运算, 利用ARM处理器的快速性解决了实时性不好问题, 同时对电参量进行实时检测和处理, 以达到无功补偿最佳效果。 这种算法通过对N=2n点的时间序列f (n) 逐步分解而得到F (k) 。 对电压、电流分别采样N个数值, 构成2个数组进行FFT运算, 得到基波电压、基波电流幅值的实部和虚部[2,3]。 考虑到ARM的运算速率, 每个周期采样64 个点进行FFT运算, 单次算法计算时间为80ms, 可满足需要。FFT运算结果见表1。

3.2 电容投切

电容器投切流程如图6所示。考虑到电网三相无功功率不平衡, 控制器需要实现混合补偿, 以FFT计算出的基波功率因数和基波无功功率值作为电容器投切依据。当系统处于过电压、欠电压、过流、电压过畸变等保护状态时, 控制器不投入电容, 已投入电容也会依次被切除。

补偿容量计算式为:

电容投入判断:ΔQ>α×Q1, cosθ<cosθ1

电容切除判断:ΔQ>β×Q1, cosθ<cosθ2

式中, ΔQ为电网需要补偿的基波无功容量;cosθ1为投入功率因数;cosθ2为切除功率因数;cosθ 为当前电网功率因数;Q1为第一路电容器的容量;0.6≤α≤2.5;0.6≤β≤2.5。

为了适应电网负载变化而进行电容器容量搭配的做法称为输出编码法, 它应符合一定的规则。控制器提供了12种电容容量比例搭配, 即配置了12 种不同容量比例的电容器组合。根据现场电容比例, 选择一种编码方式, 控制器会自动计算电网无功缺额, 投入或切除电容器, 不存在投切震荡问题, 补偿效果好。

4 应用实例

某冶金车间变配电室供电系统为10kV, 有一台容量为800kVA的10/0.4kV变压器。变压器的负载率在65%左右, 主要负载为交流电机 (感性负载) , 总体功率因数在0.5左右, 电网谐波主要是5次和7次。

根据电网参数, 确定补偿总容量为275kVA;滤波电抗器选择电抗率为7% 的电抗器, 投入门限设为0.9, 切除门限设为0.98;共补4路, 编码方式为1.1.2.4, 共补容量为25、25、50、100kvar; 分补3 路, 编码方式为1.2.2, 分补容量为5、10、10kvar。控制器可自动完成电容器的投切, 投切稳定, 没有震荡。

安装控制器后, 电流降低40A, 电网功率因数从0.5提高到0.95, 电费从12 000元/月降低到8 000元/月, 达到了节电目的。

5 结束语

以ARM为核心, 以基波功率因数和基波无功功率为电容投切依据的ARC低压无功功率自动补偿控制器, 补偿精度高, 投切稳定无震荡, 具有过电压、 欠电压、 欠流、断相、电压过畸变、温度等保护和报警功能, 提高了补偿电容器的使用寿命。 控制器支持嵌入式和导轨式安装, 且具备完善的网络通信功能, 广泛适用于石油、 电力、煤矿、化工、造纸以及民用建筑等领域。

摘要：介绍一款以基波无功功率和基波功率因数为电容投切依据的ARC低压无功功率自动补偿控制器。该控制器以ARM为核心, 使用FFT算法实现基波无功和谐波的计算, 采用编码方式精确配置共补电容器和分补电容器。运行结果表明, 该控制器能有效提高线路功率因数, 实现节能降耗。

关键词：无功补偿,ARM,FFT,电容投切

参考文献

[1]陈啸晴, 粟梅.几种无功功率测量算法的仿真比较中[J].广东技术师范学院学报, 2008 (12) :25~28

[2]孙曙光, 牛丽丽, 杜太行.基于RS-485总线的功率因数分布式补偿系统设计[J].电测与仪表, 2014 (8) :8~12