l、引言 我國現(xiàn)階段發(fā)展中，能源的需求量大，消耗量也大，尤其是電能，所以進行有效的節(jié)約，也就顯得更為重要。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各產(chǎn)業(yè)和民用用電量大幅增加的用電負(fù)荷中，整流和變頻設(shè)備所占的比例增加，無功負(fù)荷電流和諧波電流不僅增大供電系統(tǒng)損耗，諧波電流還可能引起通信系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)故障。解決上述問題的技術(shù)措施是加裝補償電容，從而減少系統(tǒng)損耗，提高電能質(zhì)量。因此，解決好電網(wǎng)的無功補償問題，對網(wǎng)絡(luò)降損節(jié)能是極為重要的。 2、無功補償原則 無功補償，就其概念而言早為人所知，它就是借助于無功補償設(shè)備提供必要的無功功率，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低能耗，改善電網(wǎng)電壓質(zhì)量。從電力網(wǎng)無功功率消耗的基本狀況可以看出，各級網(wǎng)絡(luò)和輸配電設(shè)備都要消耗一定數(shù)量的無功功率，尤以低壓配電網(wǎng)所占比重最大。為了最大限度地減少無功功率的傳輸損耗，提高輸配電設(shè)備的效率，無功補償設(shè)備的配置應(yīng)按照“分級補償，就地平衡”的原則，合理布局。原則如下： 1）總體平衡與局部平衡相結(jié)合，以局部為主。 2）電力部門補償與用戶補償相結(jié)合。 3）分散補償與集中補償相結(jié)合，以分散為主。 4）降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。 3、提高功率因數(shù)的意義 功率因數(shù)反映了電源輸出的視存功率被有效利用的程度，我們希望的是功率因數(shù)越大越好。這樣電路中的無功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。提高功率因數(shù)的意義如下。 （1）改善設(shè)備的利用率 在一定的電壓和電流下，功率因數(shù)越大，設(shè)備輸出的有功功率越大。因此，改善功率因數(shù)是充分發(fā)揮設(shè)備潛力，提高設(shè)備的利用率的有效方法。 （2）減少線路有功損耗 補償前后線路傳送的有功功率小變 由于cosφ提高，補償后的電壓U[sub]2[/sub]稍大于補償前的電壓U[sub]1[/sub]，可近似認(rèn)為U[sub]2[/sub]≈U[sub]1[/sub]。 從而導(dǎo)出 這樣線損P減少的百分?jǐn)?shù)為 當(dāng)功率因數(shù)從0.70～0.85提高到0.95時，可求得有功損耗將降低20％～45％。 （3）減小電壓損失 （4）提高電網(wǎng)的傳輸能力 4、影響功率因數(shù)的主要因素 1）大量的電感性設(shè)備，如異步電動機、感應(yīng)電爐、交流電焊機等設(shè)備是無功功率的主要消耗者。 2）變壓器消耗的無功功率一般約為其額定容量的10％～15％，它的空載無功功率約為滿載時的1/3。 因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)空載運行或長期處于低負(fù)載運行狀態(tài)。 3）供電電壓超出規(guī)定范圍也會對功率因數(shù)造成很大影響。當(dāng)供電電壓高于額定值的10％時，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，當(dāng)供電電壓低于額定值時，無功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會影響電氣設(shè)備的正常工作。 5、無功補償?shù)姆诸?/b> 無功自動補償按性質(zhì)分為三相電容自動補償和分相電容自動補償。 1）三相電容自動補償適用丁三相負(fù)載平衡的供配電系統(tǒng)。因三相回路平衡，回路中無功電流相同，所以在補償時，調(diào)節(jié)無功功率參數(shù)的信號取自三相中的任意一相，根據(jù)檢測結(jié)果，三相同時投切可保證三相電壓的質(zhì)量。 2）在民用建筑中大量使用單相負(fù)荷，容易造成三相負(fù)載的嚴(yán)重不平衡，尤其是住宅樓在運行中三相不平衡更為嚴(yán)重。這種情況下用傳統(tǒng)的三相無功補償方式，不但不節(jié)能，反而浪費資源，難以對系統(tǒng)的無功補償進行有效補償，補償過程中所產(chǎn)生的過、欠補償?shù)缺锥烁墙o整個電網(wǎng)的正常運行帶來了嚴(yán)重的危害。對于三相不平衡及單相配電系統(tǒng)要采用分相電容自動補償，其原理是調(diào)節(jié)無功功率參數(shù)的信號取自三相中的每一相，根據(jù)每相感性負(fù)載的大小和功率因數(shù)的高低進行相應(yīng)的補償，對其他相不產(chǎn)生相互影響。 以上介紹了影響功率因數(shù)的主要因素和提高功率因數(shù)的意義，并論述了無功補償?shù)难a償原則及分類，使讀者對無功補償有所認(rèn)識，下面重點介紹一種新型無功補償裝置：SVS型無功補償裝置，并將其和普通無功補償裝置進行比較。 6、普通無功補償裝置和新型無功補償裝置（SVS）比較 （1）投切器件 普通無功補償裝置通過中間繼電器（或同態(tài)繼電器）接通接觸器、控制補償電容器投入或切除，投切電容不能保證在零電位瞬間，容易引起很人的浪涌電流或電壓，進而引起電氣傷害，成為供電故障的主要原因；新型無功補償裝置采用進口芯片品閘管，電容采用零電位瞬間投切，無尖峰脈沖電流干擾電網(wǎng)，保證系統(tǒng)安全供電，這在有敏感電子設(shè)備的場合非常重要。 （2）濾波同路 新型無功補償裝置帶有RC吸收同路，能濾除高次諧波，實現(xiàn)無投切振蕩，無補償呆區(qū)，該產(chǎn)品適用于諧波污染嚴(yán)重的三相電網(wǎng)中無功功率的補償。 （3）補償方式 普通無功補償裝置對三相不對稱負(fù)荷或單相負(fù)荷明顯的場所，也只能實行三相等量補償；新型無功補償裝置可根據(jù)實際需要自動投入等量或不等量電容，實現(xiàn)三相對稱或不對稱補償功能。 （4）響應(yīng)時間 普通無功補償裝置機電開關(guān)投切的反應(yīng)時間很慢，接通一組需要10～30 s的時間，完成全部補償需要幾分鐘的時間；新型無功補償裝置對于50Hz電網(wǎng)，在每個周期內(nèi)使用快速傅里葉算法，自動響應(yīng)時間小超過20ms。 （5）投切時間 普通無功補償裝置在投入或切除一步之間需要很長的時間，因此補償系統(tǒng)的特性受到影響；新型無功補償裝置當(dāng)負(fù)載變化需要投切不止一個組數(shù)時，可以同時精確控制相應(yīng)組數(shù)。 （6）補償精度 普通無功補償裝置由十電容組合配置精度不高，且跟蹤不迅速，會造成超前或滯后等補償不精確的現(xiàn)象；新型無功補償裝置由于每級電容按照2n-1倍數(shù)（1≤n≤4）等容遞增配置，可實現(xiàn)瞬時隨機組合投切，并可實現(xiàn)三相不對稱同時分別補償，平均功率因數(shù)均為0.9～0.99。 （7）運行性能 普通無功補償裝置接觸器投切系統(tǒng)的控制器通常情況下需要撥碼開關(guān)，小的顯示讓它非常困難地檢查系統(tǒng)的特性，沒有附加的遠(yuǎn)程控制和通信，保護功能落后；新型無功補償裝置采用先進的微電腦控制器，檢測及跟蹤投切自動控制完成，無須人工干預(yù)，使用大的LCD顯示屏，提供非常方便的使用特性，可實現(xiàn)遠(yuǎn)群控制及報告系統(tǒng)和電網(wǎng)的情況。具有嚴(yán)格的抗干擾能力，對過壓、缺相、欠壓及輸出端短路等線路故障均具有保護功能。 （8）維護性能 普通無功補償裝置接觸器壽命有限，需經(jīng)常更換接觸器通斷所引起的浪涌會導(dǎo)致頻繁的設(shè)備故障和額外的更換。投入的電容器總是從零電位開始，對電網(wǎng)及電容器本身具有相當(dāng)大的沖擊；新型無功補償裝量通過特有的吸收回路，可將回路中的尖峰脈沖吸收，通過特有的充電回路，可將準(zhǔn)備投入的電容事先充電而保持一定電位的直流電平，減少對電網(wǎng)的沖擊，更好地保護開關(guān)模塊及電容器，具有很長的使用壽命，從而大大減少現(xiàn)場維護費用。 （9）經(jīng)濟性能 普通無功補償裝置最初成本因為器什的更換和維修而經(jīng)常改變，一段時間以后評估接觸器開關(guān)投切系統(tǒng)，實際的費用和間接的損失將比初始的投資大：新型尢功補償裝置初始投資比接觸器系統(tǒng)高，但是當(dāng)考慮到運行和維護所需要的費用，整體投資比接觸器開關(guān)投切的系統(tǒng)低。同時因為補償因數(shù)較高，供電部門可能還會有一定的獎勵。 從上述比較中可以看出，新型低壓無功動態(tài)補償裝置的各項技術(shù)性能，都優(yōu)于傳統(tǒng)的補償裝置。且使用壽命長，維護工作量小，長期節(jié)能效果好。

文章來源于《節(jié)能創(chuàng)新2006——首屆全國電氣節(jié)能大賽論文集》