【正文】 合容性負(fù)載的固態(tài)接觸器，這樣可以省去過零觸發(fā)的脈沖電路，從而簡化線路，元件的耐壓及電流要合理選擇，散熱器及冷卻方式也要考慮周全。當(dāng)控制指令撤消時(shí)，觸發(fā)脈沖隨即消失，晶閘管零電流自然關(guān)斷。 當(dāng)控制器采集到需要補(bǔ)償?shù)男盘?hào)發(fā)出一個(gè)指令（投入一組或多組電容器的指令），此時(shí)由觸發(fā)脈沖去觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，相應(yīng)的電容器組也就并入線路運(yùn)行。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償效果還要看控制器是否有較高的性能及參數(shù)。其不足之處是元件本身不能快速關(guān)斷，在意外情況下容易燒毀，所以保護(hù)措施要完善。但由于要求選用的電感量值大，要在很大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，所以體積也相對(duì)較大，價(jià)格也要高一些，再加一些技術(shù)的原因，這項(xiàng)技術(shù)到目前來說還沒有被廣泛采用或使用者很少。從元件的選擇上來說，根據(jù)補(bǔ)償量選擇1組電容器即可，不需要再分成多路。 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)木€路方式 1 LC串接法 這種方式采用電感與電容的串聯(lián)接法，調(diào)節(jié)電抗以達(dá)到補(bǔ)償無功損耗的目的。現(xiàn)在很多開關(guān)行業(yè)廠都試圖生產(chǎn)、制造這類裝置且有的生產(chǎn)廠已經(jīng)生產(chǎn)出很不錯(cuò)的裝置。通過脈沖信號(hào)使晶閘管導(dǎo)通，投切電容器組大約2030毫秒內(nèi)就完成一個(gè)全部動(dòng)作，這種控制方式是機(jī)械動(dòng)作的接觸器類無法實(shí)現(xiàn)的?？梢灶A(yù)見：使用磁保持繼電器的同步開關(guān)必將替代復(fù)合開關(guān)和交流接觸器。對(duì)于控制電容器的同步開關(guān)，就是要在開關(guān)接點(diǎn)兩端電壓為零的時(shí)刻閉合，從而實(shí)現(xiàn)電容器的無涌流投入，在電流為零的時(shí)刻斷開，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)接點(diǎn)的無電弧分?jǐn)唷?4．同步開關(guān)投入型補(bǔ)償裝置。復(fù)合開關(guān)技術(shù)就是將晶閘管與繼電器接點(diǎn)并聯(lián)使用，由晶閘管實(shí)現(xiàn)電壓過零投入與電流過零切除，由繼電器接點(diǎn)來通過連續(xù)電流，這樣就避免了晶閘管的導(dǎo)通損耗問題，也避免了電容器投入時(shí)的涌流。 此類補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，可靠性差，損耗大，除了負(fù)荷頻繁變化的場(chǎng)合，在其余場(chǎng)合幾乎沒有使用價(jià)值。晶閘管導(dǎo)通電壓降約為1V左右，損耗很大（以額定容量100Kvar的補(bǔ)償裝置為例，每相額定電流約為145A，則晶閘管額定導(dǎo)通損耗為14513=435W），必須使用大面積的散熱片并使用通風(fēng)扇。由于晶閘管很容易受涌流的沖擊而損壞，因此晶閘管必須過零觸發(fā)，就是當(dāng)晶閘管兩端電壓為零的瞬間發(fā)出觸發(fā)信號(hào)。 。 此類補(bǔ)償裝置價(jià)格低廉，可靠性較高，應(yīng)用最為普遍。涌流會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生不利的干擾，也會(huì)降低電容器的使用壽命。 延時(shí)投切器件如下：1，交流接觸器控制投入型補(bǔ)償裝置。當(dāng)控制器監(jiān)測(cè)到cosΦ〈，迅速將電容器組逐一投入，而在投入期間，此時(shí)電網(wǎng)可能已是容性負(fù)載即過補(bǔ)償了，控制器則控制電容器組逐一切除，周而復(fù)始，形成震蕩，導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。在這段時(shí)間內(nèi)無功損失補(bǔ)只能是逐步到位。要遵循的原則就是：先投入的那組電容器組在切除時(shí)就要先切除。當(dāng)檢測(cè)到cosΦ不滿足要求時(shí)，如cosΦ滯后且，那么將一組電容器投入，并繼續(xù)監(jiān)測(cè)cosΦ如還不滿足要求，控制器則延時(shí)一段時(shí)間（延時(shí)時(shí)間可整定），再投入一組電容器，直到全部投入為止。 下面就功率因數(shù)型舉例說明。 當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)荷呈感性時(shí)，如電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)等負(fù)載，這時(shí)電網(wǎng)的電流滯帶后電壓一個(gè)角度，當(dāng)負(fù)荷呈容性時(shí)，如過補(bǔ)償狀態(tài)，這時(shí)電網(wǎng)的電流超前于電壓的一個(gè)角度，功率因數(shù)超前或滯后是指電流與電壓的相位關(guān)系。由于同步開關(guān)省略了晶閘管，因此不僅成本降低，而且可靠性提高。在實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)合開關(guān)故障多半是由晶閘管損壞所引起的 同步開關(guān)是近年來最新發(fā)展的技術(shù)，顧名思義，就是使機(jī)械開關(guān)的接點(diǎn)準(zhǔn)確地在需要的時(shí)刻閉合或斷開。 復(fù)合開關(guān)就是將晶閘管與繼電器接點(diǎn)并聯(lián)使用，由晶閘管實(shí)現(xiàn)電壓過零投入與電流過零切除，由繼電器接點(diǎn)來通過連續(xù)電流，這樣就避免了晶閘管的導(dǎo)通損耗問題，也避免了電容器投入時(shí)的涌流。 投切電容器專用接觸器有一組輔助接點(diǎn)串聯(lián)電阻后與主接點(diǎn)并聯(lián)。延時(shí)投切的目的在于防止過于頻繁的動(dòng)作使電容器造成損壞，更重要的是防備電容不停的投切導(dǎo)致供電系統(tǒng)振蕩，這是很危險(xiǎn)的。為此，這三種補(bǔ)償方式各有應(yīng)用范圍，應(yīng)結(jié)合實(shí)際確定使用場(chǎng)合，各司其職。但它總的電容器安裝容量比其它兩種方式要大，電容器利用率也低。對(duì)防止電容器過電流也起到抑制作用)另外,還裝配監(jiān)視用的電壓表,電流表,功率因數(shù)表和信號(hào)指示燈等. 無功補(bǔ)償投切方式無功就地補(bǔ)償容量可以根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式確定：Q≤UΙ0式中：Q無功補(bǔ)償容量（kvar）；U電動(dòng)機(jī)的額定電壓（V）；Ι0電動(dòng)機(jī)空載電流（A）；但是無功就地補(bǔ)償也有其缺點(diǎn)：⑴不能全面取代高壓集中補(bǔ)償和低壓分組補(bǔ)償；眾所周之，無功補(bǔ)償按其安裝位置和接線方法可分為：高壓集中補(bǔ)償、低壓分組補(bǔ)償和低壓就地補(bǔ)償。反之,相當(dāng)于增大了發(fā),對(duì)新建,便可以減少設(shè)計(jì)容量,從而減少投資.(3)降低線損,由公式△P%=(1cosΦ/cosΦ)X100%得出其中cosΦ為補(bǔ)償后的功率因數(shù),cosΦ為補(bǔ)償前的功率因數(shù)則cosΦcosΦ,所以提高功率因數(shù)后,減少投資,增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例,功率因數(shù)是考核經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo),規(guī)劃、實(shí)施無功補(bǔ)償勢(shì)在必行. 無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t及組合元件提高用電單位的自然功率因數(shù),無功補(bǔ)償分為集中補(bǔ)償,分散補(bǔ)償和隨機(jī)隨器補(bǔ)償,應(yīng)該遵循：全面規(guī)劃,合理布局,分級(jí)補(bǔ)償,就地平衡；集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合,以分散補(bǔ)償主。不消耗電能。一是有功功率。 無功補(bǔ)償可以改善電能質(zhì)量、降低電能損耗、挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力、無功補(bǔ)償減少用戶電費(fèi)支出，是一項(xiàng)投資少，收效快的節(jié)能措施。 無功補(bǔ)償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場(chǎng)，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，沒有無功功率，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會(huì)吸合。電動(dòng)機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是靠從電源取得無功功率建立的。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無功功率。 無功功率比較抽象，它用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率?！　?無功補(bǔ)償?shù)脑?、無功補(bǔ)償?shù)脑? 在交流電路中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功率。就地平衡無功電流。就地補(bǔ)償：全國供用電規(guī)則規(guī)定：無功電力應(yīng)就地平衡。如果系統(tǒng)功率因較低，無功功率又比較小，投入電容器又過補(bǔ)，過補(bǔ)后在切，就容易產(chǎn)生投切振蕩．2. 無功電流及無功功率：用無功電流或無功功率作為電容器投切信號(hào)的一種方式，采系統(tǒng)中無功電流或無功功率，當(dāng)系統(tǒng)中無功功率小于控制器所設(shè)置的參數(shù)，控制器不發(fā)出投入電容器的信號(hào)，避免了投切振蕩。投切信號(hào)的比較：功率因數(shù)，無功電流，無功功率三種方式。反送無功的害處：反送無功與無功欠補(bǔ)償同樣會(huì)使電壓電流產(chǎn)生電位差，造成功率因數(shù)過低。（機(jī)械）可控硅(采樣和觸發(fā))20毫秒就能將電容器投入。降低了產(chǎn)品的成本。有編碼：可做6路，前兩路每路為10KVAR，后4路每路20KVAR，投切等級(jí)也為10KVAR。編碼式投切：是指控制器投入電容器時(shí)采取的一種方式例：現(xiàn)做一臺(tái)100KVAR的電容柜。過補(bǔ)和欠補(bǔ)：欠補(bǔ)是指用電系統(tǒng)中感性無功大于容性無功。電壓是將電容器切除時(shí)瞬間產(chǎn)生的電壓．切除時(shí)由于電網(wǎng)電壓與電容器的端電壓產(chǎn)生迭加，從而產(chǎn)生過電壓。投入時(shí)無涌流，切除時(shí)無過電壓。過零模塊：采樣及觸發(fā)可控硅（晶閘管）。這樣，感性負(fù)荷所吸收的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率中得到補(bǔ)償，這就是無功功率補(bǔ)償?shù)幕驹?。根?jù)國家有關(guān)規(guī)定。并聯(lián)電容器可補(bǔ)償或平衡電氣設(shè)備的感性無功功率。此時(shí)電流滯后電壓一個(gè)角度f。 第2章 無功補(bǔ)償原理 名詞解釋當(dāng)電網(wǎng)電壓的波形為正弦波，且電壓與電流同相位時(shí)，電阻性電氣設(shè)備如白熾燈、電熱器等從電網(wǎng)上獲得的功率P等于電壓U和電流I的乘積，即：P=UI。針對(duì)上述情況我們分析可能存在的原因如下： 電容器損壞主要原因由于在選擇電壓等級(jí)時(shí)沒有考慮諧波背景的影響，造成所選擇的電壓等級(jí)偏低，長期運(yùn)行電容器將容易損壞。 電容器組經(jīng)常投入使用率低。無功補(bǔ)償常出現(xiàn)的問題電容器損壞頻繁。高壓集中補(bǔ)償和低壓分組補(bǔ)償?shù)碾娙萜魅萘肯鄬?duì)較小，利用率也高，且能補(bǔ)償變壓器自身的無功損耗。其中就地補(bǔ)償區(qū)域最大，效果也好。 ⑵有利于降低電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流，減少接觸器的火花，提高控制電器工作的可靠性，延長電動(dòng)機(jī)與控制設(shè)備的使用壽命。 確定無功補(bǔ)償容量時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： ① 在輕負(fù)荷時(shí)要避免過補(bǔ)償，倒送無功造成功率損耗增加，也是不經(jīng)濟(jì)的。 就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)和注意事項(xiàng)電網(wǎng)中常用的無功補(bǔ)償方式包括： ① 集中補(bǔ)償：在高低壓配電線路中安裝并聯(lián)電容器組； ② 分組補(bǔ)償：在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器； ③ 單臺(tái)電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償：在單臺(tái)電動(dòng)機(jī)處安裝并聯(lián)電容器等。 ⑶降低線損，由公式ΔΡ%=（1cosΦ/cosΦ）100%得出其中cosΦ為補(bǔ)償后的功率因數(shù)，cosΦ為補(bǔ)償前的功率因數(shù)則： cosΦcosΦ，所以提高功率因數(shù)后，線損率也下降了，減少設(shè)計(jì)容量、減少投資，增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例，以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 　 ⑵減少發(fā)、供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量，減少投資，例如當(dāng)功率因數(shù)cosΦ==，；反之，相當(dāng)于增大了發(fā)、供電設(shè)備容量。這種類型的投切開關(guān)在低壓無功補(bǔ)償中得到廣泛的應(yīng)用，在市場(chǎng)上占據(jù)了重要地位，是目前應(yīng)用最廣泛的投切開關(guān)。相反，在開關(guān)閉合工作時(shí)可控硅會(huì)產(chǎn)生損耗和電壓電流諧波，而機(jī)械式接觸器卻能避免這些問題。但在實(shí)際運(yùn)行中，無觸點(diǎn)開關(guān)也暴露出其不足之處：①由于可控硅導(dǎo)通后，因而會(huì)產(chǎn)生諧波電流，影響電容器的正常運(yùn)行；②可控硅本身不能快速關(guān)斷，因此開關(guān)在斷開時(shí)，兩端容易承受過高的反向電壓而被燒毀；③可控硅的大功耗特性使其在長期運(yùn)行中，會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，從而引起過高的溫升，影響它正常工作。在90年代后期，隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展及半導(dǎo)體電力器件的成熟化，可控硅廣泛地應(yīng)用于SVC裝置中，占據(jù)了靜止無功補(bǔ)償裝置的主導(dǎo)地位。1977年，美國GE公司首次在實(shí)際電力系統(tǒng)中演示運(yùn)行了一種使用可控硅控制的靜止無功補(bǔ)償裝置。這類加預(yù)投電阻的專用接觸器整體體積較大，由于涌流仍會(huì)使交流接觸器觸頭燒毀或粘結(jié)，在工作時(shí)也沒有真正解決浪涌電流問題，始終是影響開關(guān)本身使用壽命的根本原因。后來出現(xiàn)了專用于投切電容器的接觸器，通過加入限流電阻來抑制涌流。在合閘瞬間沖擊涌流可能達(dá)到額定電流的幾十倍，不僅對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，而且影響電容器的使用壽命。前者由于不能調(diào)節(jié)，不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償；后者采用開關(guān)投切電容器，能進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償，在無功補(bǔ)償中占據(jù)重要地位。電容器是靜止設(shè)備，具有運(yùn)行維護(hù)簡單、無噪音、損耗低、效率高的特點(diǎn)，使并聯(lián)電容器補(bǔ)償方式具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便的優(yōu)點(diǎn)，因此它在補(bǔ)償方面得到了廣泛應(yīng)用。電力系統(tǒng)中的大部分負(fù)荷是電感性的，其主要需要電容性無功功率的補(bǔ)償，來補(bǔ)償感性負(fù)荷消耗的部分無功功率，因此在受電端合理配置無功，可以提高供用電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)、降低設(shè)備容量、提高供電能力、減少功率損耗。在這些情況下，裝設(shè)在負(fù)荷中心附近地區(qū)的同步調(diào)相機(jī)可使用戶的電壓維持在較高的水平。當(dāng)此負(fù)荷相當(dāng)大時(shí)，對(duì)供電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，亦即對(duì)電網(wǎng)中的損失和電壓數(shù)值，均有顯著程度的影響。這時(shí)，電動(dòng)機(jī)中的損失是由電網(wǎng)供給其定子的有功電能來補(bǔ)償。它是單獨(dú)裝設(shè)的、不與任何傳動(dòng)裝置相連的、并且預(yù)定只以補(bǔ)償方式運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)。功率因數(shù)的提高，不僅能提高供電設(shè)備的供電能力，而且可以降低電力系統(tǒng)的電壓損失，減少電壓波動(dòng)，改善電能質(zhì)量，降低電能損耗，從而節(jié)省電力提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于大中型用電用戶引起的電壓波動(dòng)會(huì)危害連接在其公共供電點(diǎn)的其他用戶的電工設(shè)備，必須進(jìn)行治理。與此同時(shí)，各種復(fù)雜的精密設(shè)備對(duì)電能質(zhì)量非常敏感，生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和智能化對(duì)電能質(zhì)量也提出了更高的要求，因此電力部門與用戶對(duì)電能質(zhì)量的改善提出了迫切需求。首先，無功功率的增加會(huì)導(dǎo)致電流的增大，這不僅使設(shè)備及線路的損耗增加，而且還會(huì)威脅到設(shè)備的安全運(yùn)行；另外，電流和視在功率的增大也會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)、變壓器及其他電氣設(shè)備容量的增加，同時(shí)電力用戶的啟動(dòng)及控制設(shè)備、測(cè)量儀表的尺寸和規(guī)格也要加大，這使電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行大打折扣,無功儲(chǔ)備的不足會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)電壓水平的降低。異步電動(dòng)機(jī)和變壓器等設(shè)備要消耗大量的無功功率。只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能,這種能作為電氣設(shè)備能夠作功的必備條件,并且,這種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換,這部分功率稱為無功功率,如電磁元件建立磁場(chǎng)占用的電能,電流滯后于電壓90℃.而電流在電容元件中作功時(shí),電流超前電壓90℃.在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,互差180℃.如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件,使兩者的電流相互抵消,使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小, 無功補(bǔ)償?shù)木唧w實(shí)現(xiàn)方式：把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。,把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,熱能,化學(xué)能或聲能,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率。無功補(bǔ)償?shù)幕驹恚弘娋W(wǎng)輸出的功率包括兩部分。按照wangs定理：在相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉(zhuǎn)移有功電流。 在大系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償還用于調(diào)整電網(wǎng)的電壓，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多因素。所以無功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。在工廠企業(yè)中，各種生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備所需的動(dòng)力大多由異步電動(dòng)機(jī)來提供，而異步電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)經(jīng)常處于輕載或空載狀態(tài)，其功率因數(shù)較低，導(dǎo)致線路上的電能損耗較大，因而急需對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行合理補(bǔ)償，提高節(jié)能效果，改善電能質(zhì)量。從三相異步電動(dòng)機(jī)的作用和性能為出發(fā)點(diǎn)，探究三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及功率因數(shù)與無功補(bǔ)償容量的計(jì)算及應(yīng)用具有重要意義。交流電機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)难芯磕? 錄第1章 引 言 什么是無功補(bǔ)償 無功補(bǔ)償技術(shù)的歷程 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x 就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)和注意事項(xiàng)第2章 無功補(bǔ)償原理 名詞解釋 無功補(bǔ)償?shù)脑?、無功補(bǔ)償?shù)脑?