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无功补偿原理
电网输出的功率包括两部分：一是有功功率；二是无功功率。直接消耗电能,把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率，不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时，电流滞后于电压90°。而电流在电容元件中作功时，电流超前电压90°
在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180°。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，就能达到无功补偿的目的。 配电网无功补偿与谐波治理装置研发成功，并投入批量生产，可带来较大的社会效益，目前我国配电网中普遍存在着无功补偿不足、布置不合理的情况，存在着城乡电网与区域电网电容器容量倒置现象。10kv电压等级以上的配电电网用户无功需求量很大，有效合理的使用无功补偿与谐波治理装置，对配电网中的无功和谐波进行补偿，不仅可以达到节能降耗的目的，还可以减少用电装置的损害及由谐波引起的事故。
无功补偿装置的具体应用场合
无功补偿装置应用在多种场合，无功补偿装置的制作非常严格，厂家为大家总结了很多的信息，今天重点介绍的是无功补偿装置的应用场合。
凡是安装有低压变压器地方及大型用电设备旁边都应该配备无功补偿暨谐波装置，特别是那些功率因数较低的工矿、企业、居民区必须安装。大型异步电机、变压器、电焊机、冲床、车床群、空压机、压力机、吊车、冶炼、轧钢、轧铝、大型交换机、电灌设备、电气机车等尤其需要。居民区除白炽灯照明外，空调、冷冻机等也都是无功功率不可忽视的耗用对象。农村用电状况比较恶劣，多数地区供电不足，电压波动很大，功率因数尤其低，加装补偿设备是改善供电状况、提高电能利用率的有效措施。
无功补偿装置与目前国内其他产品相比的优势补偿方式：无功补偿装置基本上是采用电容器进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在0.9左右，采用的是电源模块进行无功补偿，补偿后的功率因素一般在以上，这是目前国际上先进的电力技术， 无功补偿装置完成一次补偿快也要毫秒的时间，毫秒的时间就可以完成一次补偿。无功补偿需要在瞬时完成，如果补偿的时间过长会造成该要无功的时候没有，不该要无功的时候反而来了的不良状况；无功补偿装置基本上采用的是10级的有级补偿，每增减一级就是几十千法，不能实现精确的补偿。可以从0.1千法开始进行无极补偿，完全实现了精确补偿；无功补偿装置因为采用的是电容式，电容本身会放大谐波，所以根本不能滤除谐波，svg不产生谐波更不会放大谐波，并且可以滤除50％以上的谐波；使用寿命：国内的无功补偿技术是一种很传统的电力技术，它代表了一个国家电力水平的高低，无功补偿通俗的讲就是将低压变压器传输过来的无用功转变为有用功。
无功补偿装置的分类
无功补偿有很多种类：从补偿的范围划分可以分为负荷补偿与线路补偿，从补偿的性质划分可以分为感性补偿与容性补偿。下面将并联容性补偿的方法大致列举：
1、同步调相机
调相机的基本原理与同步发电机没有区别，它只输出无功电流。因为不发电，因此不需要原动机拖动，没有启动电机的调相机也没有轴伸，实质就是相当于一台在电网中空转的同步发电机。
调相机是电网中早使用的无功补偿装置。当增加激磁电流时，其输出的容性无功电流增大。当减少激磁电流时，其输出的容性无功电流减少。当激磁电流减少到一定程度时，输出无功电流为零，只有很小的有功电流用于弥补调相机的损耗。当激磁电流进一步减少时，输出感性无功电流。
调相机容量大、对谐波不敏感，并且具有当电网电压下降时输出无功电流自动增加的特点，因此调相机对于电网的无功安全具有不可替代的作用。
由于调相机的价格高，效率低，运行成本高，因此已经逐渐被并联电容器所替代。但是近年来出于对电网无功安全的重视，一些人主张重新启用调相机。
2、并联电容器
并联电容器是目前主要的无功补偿方法。其主要特点是价格低，效率高，运行成本低，在保护完善的情况下可靠性也很高。
在高压及中压系统中主要使用固定连接的并联电容器组，而在低压配电系统中则主要使用自动控制电容器投切的自动无功补偿装置。自动无功补偿装置的结构则多种多样形形色色，适用于各种不同的负荷情况。对于低压自动无功补偿装置将另文详细介绍。
并联电容器的主要缺点是其对谐波的敏感性。当电网中含有谐波时，电容器的电流会急剧增大，还会与电网中的感性元件谐振使谐波放大。另外，并联电容器属于恒阻抗元件，在电网电压下降时其输出的无功电流也下降，因此不利于电网的无功安全。
3、svc
svc的全称是静止式无功补偿装置，静止两个字是与同步调相机的旋转相对应的。
国际大电网会议将svc定义为7个子类：
①机械投切电容器（msc）
②机械投切电抗器（msr）
③自饱和电抗器（sr）
④晶闸管控制电抗器（tcr）
⑤晶闸管投切电容器（tsc）
⑥晶闸管投
⑦自换向或电网换向转换器（scc/lcc）
根据以上这些子类，我们可以看出：除调相机之外，用电感或电容进行无功补偿的装置几乎均被定义为svc。因此，目前一些资料或者广告中大量出现“svc”字样，其原因不外乎两条：其一是作者自己并不明白svc的定义，其二就是以普通人不懂的字母组合故弄玄虚。
目前国内市场上被宣传为svc的产品主要是晶闸管控制电抗器（tcr）和晶闸管投切电容器（tsc）。对于tsc我们另文叙述，这里只简要介绍一下晶闸管控制电抗器（tcr）。 tcr的基本结构包括一组固定并联连接在线路中的电容器和一组并联连接在线路中用晶闸管控制的电抗器，通常将电抗器的容量设计成与电容器一样。由于电抗器是用晶闸管控制的，其感性无功电流可以变化。当晶闸管关断时，电抗器没有电流，而电容器固定连接，因此整套装置的补偿量大。当调节晶闸管的导通角时，电抗器的感性电流就会抵消一部分电容器电流，因此补偿量减少，导通角越大，电抗器的电流越大，补偿量就越小。当晶闸管全通时，电抗器电流就会将电容器电流全部抵消，此时补偿量为0。
在tcr中，当晶闸管的导通角小于90°时，电抗器的电流非正弦含有谐波成分，因此必须将固定电容器组设计成滤波器形式或者配备另外的滤波器。
综上所述，可以看出tcr的结构复杂，损耗大。但其具有补偿量连续可调的特点，在高压系统中还有应用。
4、statcom
statcom是一种使用igbt、gto、或者sit等全控型高速电力电子器件作为开关控制电流的装置。其基本工作原理是：
通过对系统电参数的检测，预测出一个与电源电压同相位的幅度适当的正弦电流波形。当系统瞬时电流大于预测电流的时候，statcom将大于预测电流的部分吸收进来，储存在内部的储能电容器中。当系统瞬时电流小于预测电流的时候，statcom将储存在电容器中的能量释放出来，填补小于预测电流的部分，从而使得补偿后的电流变成与电压同相位的正弦波。
根据statcom的工作原理，理论上statcom可以实现真正的动态补偿，不仅可以应用在感性负荷场合，还可以应用在容性负荷的场合。并且可以进行谐波滤除，起到滤波器的作用。但切是实际的statcom由于技术的原因不可能达到理论要求，而且由于开关操作频率不够高等原因，还会向电网输出谐波。
statcom的结构十分复杂，价格昂贵，可靠性差，损耗大，目前仍处于研究试用阶段，没有实际应用价值。电抗器（tsr）偿，从补偿的方式划分可以分为串联补偿与并联补偿。
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