工程师秘籍|快速了解无功补偿

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工程师秘籍|快速了解无功补偿 [复制链接]

    无功补偿装置在保障电力系统电能质量，降低电网损耗，提高电网输送能力和设备利用率方面具有重要作用和意义，智能电容器为改善供电功率因数、提高电网效率提供解决方案，引领无功补偿进入新的时代！

    1、什么是无功功率？

    在电网中，由电源供给负载的电功率有两种：一种是有功功率，另一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。无功功率比较抽象，它主要用于电气设备内电场与磁场的能量交换，在电气设备（电路系统）中建立和维护磁场的功率，不表现对外做功。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。无功与有功的关系如下图：

    2、为什么要进行无功补偿？

    在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。

    无功功率对供、用电也产生一定的不良影响，主要表现在：

    (1)、降低发电机有功功率的输出。

    (2)、视在功率一定时，增加无功功率就要降低输、变电设备的供电能力。

    (3)、电网内无功功率的流动会造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。

    (4)、系统缺乏无功功率时就会造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。

    从发电机和高压输电线供给的无功功率，一般满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。

    3、传统的常规电容器构成无功补偿系统

    常规电容器构成无功补偿采用电容器投切开关+电容器的传统模式，电容器投切开关一般选用电子开关，一般常用的电子开关是晶闸管和IGBT，其可以保证切断电流的准确时间，很好地解决了接触器投切电容器装置的问题，但晶闸管也有很大的缺点，第一是成本高、第二是功耗大，而更大的问题是电子开关的可靠性比较差，dv/dt很高时晶闸管会误导通，而di/dt很高时晶闸管无法关断，在高压的场合可以用多支晶闸管串联组成高压电子开关，如何让所有的晶闸管同时动作也是有一定困难的。总之，采用常规电容器构成无功补偿系统可靠性还是偏低，应用场合也有局限性。

    4、新时代智能电容器构成无功补偿系统

    智能电容器采用的是智能开关+电容器的模式，集成了现代测控，电力电子，网络通讯，自动化控制，电力电容器等先进技术。改变了传统无功补偿装置落后的控制器技术和落后的机械式接触器或机电一体化开关作为投切电容器的投切技术，改变了传统无功补偿装置体积庞大和笨重的结构模式，从而使新一代低压无功补偿设备具有补偿效果更好。智能开关是其核心部件，设计结构精巧，很好的解决了开关投切问题。

    智能开关：一种使用二极管作为开关触点的保护电路，真正实现了开关在接通和断开时无电火花、无电弧，不但大大延长了开关的寿命，并且抑制了由于开关打火、拉弧对电网造成的污染。开关闭合时是机械触点导通，开关断开时是机械触点断开。这种开关使用微处理器控制开关的闭合和断开过程，可以准确的控制开关触点闭合和断开的时间，闭合时不打火无涌流，断开时不拉弧，低功耗高可靠性，具有过流保护(过电流可调整)、过热保护(过热温度可调整)和短路保护的功能，还具有定时开关、遥控开关、轻触开关及计算机远程控制等功能，因此我们称它为智能开关-SmartSwitch。

    智能电容器是集成了智能开关和电容器为一体，解决现有电容器投切开关的所存在的各种问题，使无功补偿装置运行的可靠性、安全性大幅度提高。

    5、总结

    电能是现代社会获取能量最方便的一种方式，随着节能减排力度的增加，电动汽车将会成为今后汽车发展的方向，一旦电动汽车成为汽车的主流，城市居民对汽油的消费将转为电能的消费，这对电力的需求会成倍的增加，也就是对输变电提出更高的要求，智能电容器的问世，很好的解决了无功补偿问题，提高了电能质量。

    文章来源：日图科技

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