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动态无功功率补偿讲义 1 动态无功功率补偿装置的功能 1.1 抵消负载产生的基波无功功率 感应异步交流电动机的功率因数：cos(＝0.9～0.6 在中、轻载运行时，cos(＝0.8～0.4 在起、制动过程中，cos(＝0.4～0.2 例如：北京造纸六厂打浆机的电动机功率为180KW，软起动时，电动机的电流达到1500A，而采用动态无功功率补偿装置后，电动机的起动电流变为400A，并且网压跌落由△U＝60V下降为△U＝3V 变流装置(SCR)的功率因数：cos( ( cos( (为整流角 当(max＝300时， 功率因数：cos( ( cos(＝0.866 Q＝50％S 当(＝600时， 功率因数：cos( ( cos(＝0.5 Q＝87％S 当起动、低速咬钢时，( ( 800 功率因数：cos( ( cos(＝0.17 Q＝98％S 例如：衡水京华焊管厂在轧钢车间使用变流装置，采用动态无功功率补偿装置(2.4MVAR)后，在整个轧钢过程中，功率因数始终保持在0.95以上。 1.2 抵消负载产生的谐波无功功率（谐波无功功率主要由非线性负载产生） 变流装置(SCR)产生谐波无功，理论证明：三相全控桥整流逆变装置，六只晶闸管对称触发时产生6N ( 1次谐波，幅值为。十二相变流装置产生12N ( 1次谐波，幅值为。 交流电弧炉非对称产生偶次谐波。 1.3 解决三相不平衡负载的平衡化问题 根据不平衡三相负载理论：三相负载电流由三相平衡的正序电流和三相不平衡的负序电流及零序电流组成。（无零线的系统无零序电流） 如果系统无零序电流，通常将解决三相不平衡负载的平衡化问题归结为消除三相不平衡负载的负序电流。 理论证明：三相负载电流Ia，Ib，Ic中如果没有无功电流，并且零序电流为零，负序电流必然为零，即三相电流对称。那么三相不平衡负载的平衡化问题就转化为各相无功电流的补偿问题。 无功功率补偿装置具有从变压器输出有功电流小的相抽取一定的有功电流，送到有功电流大的相上去的作用，使变压器输出各相对负载只输送有功电流，其幅值为原负载总有功电流的三分之一。 例如：玻璃行业、晶体制造、三相供电单相使用等都是三相不平衡负载，都可以选取无功功率补偿装置解决平衡化问题。（举例，成都二零八厂负载严重非对称） 2 动态无功功率补偿的意义 2.1 降低供配电系统的损耗 供配电系统的损耗与供配电系统通过的总电流的平方成正比，系统总电流下降到0.707，损耗将下降50％。 例如：一台315KVA的供电变压器，高峰负荷时，电流达到额定值，功率因数cos(1＝0.7，如果通过无功功率补偿将功率因数提高到cos(2＝0.93， 问：( 改善功率因数以后，电能损耗下降的百分数为多少？ ( 挖掘出变压器容量潜力△S为多少？ ( 变压器及线路每年减少损失为多少？ 解：( 将功率因数cos(1提高到cos(2，那么最大电流将由I1下降到I2， ∵因为负荷有功功率不变， ∴I1·cos(1＝I2·cos(2 即： 损耗与电流平方成正比，故其下降值为： ( ∵因为负荷有功功率不变， ∴S1·cos(1＝S2·cos(2 即： △S ( 变压器额定输出时，自身损耗在3％～5％左右，那么变压器每年减少损耗为： 365×24×315×4％×43.35％＝47848（KW·h） 根据华北电管局统计资料，线路损耗一般为5％，那么线路每年减少损耗为： 365×24×315×0.7×5％×43.35％＝41867（KW·h） 注：动态无功功率补偿装置的有功节能只是降低了补偿点至发电机组之间的供配电损耗。所以高压网侧的无功补偿不能减少低压阀侧的损耗，亦不能使低压供电变压器的利用率提高。根据最佳补偿理论，就地动态无功功率补偿节能效果最为显著。 2.2 提高供配电系统的利用率（增容） 由于供配电系统中无功功率的存在，使得供配电系统利用率下降至cos(，当供配电系统功率因数从cos(1提高到cos(2时，供配电系统的增容率＝， 例1：某一供配电系统通过无功功率补偿将功率因数由cos(1＝0.7提高到cos(2＝0.95， 那么增容率 例2：某一独立的供配电变流系统动态功率因数最低为cos(1＝0.2，通过动态无功功率补偿将功率因数提高到cos(2＝0.9， 那么动态增容率 由此可见动态无功功率补偿的效果非常显著。 2.3 稳定供配电系统的网压 供配电系统的电压下降是由于系统内阻抗上的压降造成的。供配电系统内阻抗一般可以认为是变压器漏抗和系统阻抗组成，变压器漏抗一般大于系统阻抗，低压远距离供配电系统反之。