無功功率補(bǔ)償與諧波治理基礎(chǔ)知識

無功功率的影響有那些

增加設(shè)備容量。

增加設(shè)備及線路損耗。

使線路及變壓器的電壓降增大，如果是沖擊性無功功率負(fù)載，還會使電壓產(chǎn)生劇烈波動，使供電質(zhì)量嚴(yán)重降低。

什么是無功補(bǔ)償

電力系統(tǒng)中大量的負(fù)荷是電感性的，因此我們將吸收感性無功功率的負(fù)荷稱為“無功負(fù)荷”，而將吸收容性無功功率的設(shè)備稱為“無功電源”。無功補(bǔ)償就是吸收或供給適度可變的無功功率，以改善交流電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量。

大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)元件消耗無功功率，大多數(shù)負(fù)載也需要消耗無功功率。網(wǎng)絡(luò)元件和負(fù)載所需要的無功功率必須從網(wǎng)絡(luò)中某個地方獲得。顯然，這些無功功率如果都要由發(fā)電機(jī)提供并經(jīng)過長距離傳送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法即是在需要消耗無功功率的地方產(chǎn)生無功功率，這就是無功補(bǔ)償。

常用的無功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ袔追N

同步補(bǔ)償機(jī)

同步電動機(jī)

同步發(fā)電機(jī)

并聯(lián)電容器

靜止無功補(bǔ)償裝置

靜止無功發(fā)生器

無功補(bǔ)償?shù)淖饔糜心切?/p>

提高供電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減少功率損耗。

穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。在長距離輸電線中合適的地點(diǎn)設(shè)置動態(tài)無功補(bǔ)償裝置還可以改善輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力。

在電弧爐煉鋼、電氣化鐵道等三相負(fù)載不平衡的場合，通過適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償可以平衡三相的有功及無功負(fù)載。

什么是同步補(bǔ)償機(jī)

同步補(bǔ)償機(jī)又稱同期調(diào)相機(jī)，它實(shí)際上是不帶機(jī)械負(fù)荷，空載運(yùn)行的同步電動機(jī)。

什么是同步電動機(jī)

同步電動機(jī)過激運(yùn)行時，發(fā)出無功功率，相當(dāng)于無功電源；欠激運(yùn)行時吸收無功功率，相當(dāng)于無功負(fù)荷。通常電網(wǎng)的負(fù)荷為感性的，所以一般使同步電動機(jī)處于正常勵磁或過勵磁的情況下運(yùn)行，以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)。

什么是同步發(fā)電機(jī)

發(fā)電機(jī)除發(fā)出有功功率，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，作為電力系統(tǒng)的有功電源外，同時又是基本的無功功率電源。

什么是并聯(lián)電容器

并聯(lián)電容器廣泛應(yīng)用于改善負(fù)荷的功率因數(shù)，是電力系統(tǒng)一種重要的無功補(bǔ)償設(shè)備。并聯(lián)電容器的主要缺點(diǎn)：一是電壓調(diào)節(jié)效應(yīng)低，二是不能連續(xù)調(diào)節(jié)和吸收滯后（感性）的無功功率。

什么是靜止無功補(bǔ)償裝置

運(yùn)用電力電子技術(shù)的可調(diào)節(jié)無功補(bǔ)償裝置。其重要特性是能調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置的無功功率。

什么是靜止無功發(fā)生器

運(yùn)用電力電子技術(shù)的可調(diào)節(jié)無功發(fā)生裝置。即可以使其發(fā)出無功功率，呈電容性；也可以使其吸收無功功率，呈電感性。采用PWM控制，可使其輸入電流接近正弦波。

無功補(bǔ)償方式有幾種

集中補(bǔ)償

分散就地補(bǔ)償

單機(jī)就地補(bǔ)償

什么是集中補(bǔ)償

將補(bǔ)償電容器直接接在變電所的高壓或低壓母線上，對該變電所供電范圍內(nèi)的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，稱為集中補(bǔ)償方式。

什么是分散就地補(bǔ)償

將電容器接在車間動力箱母線上，對其附近的電動機(jī)等無功負(fù)荷進(jìn)行無功補(bǔ)償，相對于在總配電房的集中補(bǔ)償而言，稱為分散就地補(bǔ)償，可認(rèn)為是就地補(bǔ)償方式的一種。

什么是單機(jī)就地補(bǔ)償

將電容器置于電動機(jī)附近，對其進(jìn)行單獨(dú)就地補(bǔ)償稱單機(jī)就地補(bǔ)償方式。

諧波是如何產(chǎn)生的

某些負(fù)荷對交流電呈現(xiàn)非線形阻抗。在基頻時，電流不是正弦波，發(fā)生了畸變。若用傅立葉分析的語言來表達(dá)，就是電流波形包含了某些諧波分量。產(chǎn)生諧波較大的負(fù)荷有：靜止功率變換器（整流和逆變器）、各種電源、電弧爐、可控硅交流功率控制器。

抑制諧波的方法有幾種

濾波補(bǔ)償方法

改造諧波產(chǎn)生源方法

設(shè)法提高電力系統(tǒng)中主要的諧波源即整流裝置的相數(shù)。

采用高功率因數(shù)整流器。

什么是LC濾波器

LC濾波器也是無源濾波器，是抑制濾波的一種傳統(tǒng)、常用的方法。是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成的濾波裝置，與諧波源并聯(lián)使用。這種方法即可補(bǔ)償諧波，又可補(bǔ)償無功功率，而且結(jié)構(gòu)簡單，一直被廣泛使用。這種方法的主要缺點(diǎn)是補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響，易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振，導(dǎo)致諧波放大，使LC濾波器過載甚至燒毀。

LC濾波器的有那幾種

單調(diào)諧濾波器

高通濾波器

雙調(diào)諧濾波器

什么是靜止無功補(bǔ)償裝置

靜止無功補(bǔ)償裝置簡稱SVC（STATICVARCOMPENSATOR）是指沒有運(yùn)動部件的無功補(bǔ)償裝置。由于使用晶閘管的靜止無功補(bǔ)償裝置具有優(yōu)良的性能，近年來，在世界范圍內(nèi)其市場一直在迅速而穩(wěn)定地增長，已占據(jù)了靜止型無功補(bǔ)償裝置的地位。因此SVC往往專指使用晶閘管的靜止無功補(bǔ)償裝置，包括晶閘管控制電抗器（TCR），晶閘管投切電容器（TSC），以及這兩者的混合裝置（TCR＋TSC）或者晶閘管控制電抗器與固定電容器的混合裝置（TCR＋FC），晶閘管控制電抗器與機(jī)械投切電容器的混合裝置（TCR＋MSC）等。

什么是靜止無功發(fā)生器

靜止無功發(fā)生器簡稱SVG（STATICVARGENERATOR）也是一種電力電子補(bǔ)償裝置。與靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）不同的是通過發(fā)出無功功率達(dá)到無功補(bǔ)償?shù)哪康?，不需要大容量的電抗器、電容器等儲能元件。一般指自換相電力半導(dǎo)體橋式變流器型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置。

什么是有源電力濾波器

有源電力濾波器簡稱APF（ACTIVEPOWERFILTER）也是一種電力電子補(bǔ)償裝置。其基本原理是從補(bǔ)償對象中檢測出諧波電流，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個與該諧波電流大小相等而極性相反的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)電流只含基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償，且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響。

什么是TCR

TCR（THYRISTORCONTROLLEDREACTOR）是晶閘管投切電抗器型靜止無功補(bǔ)償裝置。由于單獨(dú)的TCR只能吸收感性的無功功率，因此往往與并聯(lián)電容器配合使用。并聯(lián)電容器后，使得總的無功功率為TCR與并聯(lián)電容器無功功率抵消后的凈無功功率。

特點(diǎn)：可連續(xù)調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置的無功功率，有諧波產(chǎn)生，一般與TSC或FC濾波器配套使用。

什么是TSC

TSC（THYRISTORSWITCHEDCAPACITOR）是晶閘管投切電容器型靜止無功補(bǔ)償裝置。電容器的投切開關(guān)為晶閘管。

特點(diǎn)：可斷續(xù)調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置的無功功率，無諧波產(chǎn)生，可單獨(dú)使用或與FC濾波器配套使用。

什么是SR

SR（SATURATEDREACTOR）是飽和電抗器，是一種早期的靜止無功功率補(bǔ)償裝置。

什么是TCT

TCT（THYRISTORCONTROLLEDTRANSFORMER）是晶閘管控制變壓器型靜止無功補(bǔ)償裝置，是TCR的一種變形。

什么是MSC

MSC（MECHANICALLYSWITCHEDCAPACITOR）是機(jī)械投切電容器，電容器的投切開關(guān)為機(jī)械斷路器。

什么是FC

FC（FIXEDCAPACITOR）是固定電容器，一般與電抗器組合使用，組成多回路LC濾波器。