低压无功功率补偿装置的选择与运用【字数：13068】
摘 要电网中的电力负荷大多为感性负载，为了确保设备在额定状态下运行，需要消耗一定的无功功率进行电磁转换。若这些所耗无功功率由发电厂提供，不仅不符合经济性要求，还造成电网中功率分布不合理，电能传输损耗严重，负荷无法在额定电压下运行。选择合理的无功补偿装置，能够很大程度上改善电能质量，提高经济效益。本设计旨在于设计一套低压成套无功补偿装置，运用于宜昌东阳光长江药业股份有限公司胰岛素项目，对其电能质量进行改善，以期获得最优配电效果。该装置根据配电网潮流实时分析，确定设备的最优投切方案，并在宜昌东阳光进行了试用，改善了电网中功率分布，降低线路损耗，有效提高了电能质量，对于电网的可靠性和经济性都有理想的保障。
目 录
第一章 引言 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2 无功补偿装置的历史与现状 1
1.2.1 无功补偿装置的发展脉络 1
1.2.2无功补偿装置实际应用的现状 2
1.3 本文的主要内容及安排 3
第二章 无功功率补偿理论 3
2.1 无功补偿 3
2.1.1 无功功率的产生及意义 3
2.1.2 无功功率对电网的影响 3
2.1.3无功补偿技术的引入 4
2.1.4 无功补偿的作用 4
2.2 功率因数 4
2.3 负荷的无功补偿 5
2.3.1 感性负载并联电容器补偿 5
2.3.2 感性负载串联电容器补偿 8
第三章 成套低压无功补偿装置概论 8
3.1 无功补偿的原则 8
3.2 低压无功补偿的方案 9
3.2.1 低压集中补偿 10
3.2.2 分散就地补偿 10
3.2.3 三相共补和单相补偿 10
3.3 低压无功补偿装置的组件 11
3.3.1 并联电容器 11
3.3.2 串联电抗器 11
3.3.3 投切器以及投切方式 12
3.3.4 无功补偿控制器 15
3.3.5 控制断路器和熔断器 15
3.4 补偿容量的计算 16 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.4.1 基本计算公式 16
3.4.2 一般计算公式 16
3.4.3 电机就地补偿计算 16
第四章 谐波原理及应对方法 17
4.1 谐波的定义 17
4.2 谐波的数学概念 17
4.3 电网中谐波的衡量与规范 18
4.4 电网谐波分析计算 19
4.5 谐波的危害及抑制措施 20
4.5.1谐波的危害 20
4.5.2谐波的抑制 21
第五章 低压无功补偿装置的实际工程应用 21
5.1 具体工程的设备选型 21
5.1.1 成套装置选型 21
5.2.2 内部元件选型 23
5.2 无功补偿装置的运维 25
第六章 无功功率理论的研究及其前景 27
6.1 正弦条件下的无功功率理论 27
6.2 非正弦条件下的无功功率理论 28
6.3 无功补偿技术的前景 30
致谢 30
参考文献 31
附录 33
附录一 低压配电柜排列图 33
附录二 柜L1系统图 33
附录二 柜L2、L3系统图 34
附录三 柜L4系统图 35
附录四 柜L5、L6系统图 36
附录五 柜L7~L9系统图 37
附录六 柜L10~L16系统图 38
附录七 柜L17系统图 39
附录八 柜L18系统图 40
附录九 柜L19系统图 41
附录十 柜L20系统图 42
附录十一 电容器无功补偿控制原理图 43
附录十二 电容器无功补偿控制接线图 43
附录十三 电容柜装配图 44
引言
1.1课题研究背景及意义
近年来我国产业结构向高级化转变，随着高新工业区、多功能写字楼、通信基站、商务酒店等新兴大宗用电场所的兴建，整个社会的用电需求急剧上升，对电能质量的要求不断提高。在电能传输的距离和容量日益增大，感性负载急剧增多，无功电量增长大幅提高的情况下，平衡电网中功率分布、减小网损的技术亦面临着新的挑战。
尤其在峰时，没有进行合理补偿的低压配电网普遍存在如下问题：功率因数一般小于0.9，发电和输电设备耗能严重，电压降落较大引起电能质量严重下降，进而导致一些重要负载无法工作在额定状态。这就造成了电力投资的增加，同时对社会生活造成了消极影响，不符合国家对电力的相关规定和绿色发展的要求。所以，因地制宜，设计合理的低压无功功率补偿装置进行无功补偿对于维持配电网的稳定运行、改善电能质量和挖掘电力资源潜力起着至关重要的作用。
相对于高压电网，低压配电网一般工作在功率因数波动的环境下，且往往没有实时监控，故要求低压无功功率补偿装置能够自行判断一次回路的功率因数，制定合理的策略，实时投切，以最好实行无功补偿。最大限度地提高功率因数、提高设备利用率。配电网自动化的推广，智能通信设备的嵌入，电力电子器件广泛应用到配电网中，于是功率因数愈发不稳定，传统无功补偿装置的补偿速度、精度、容量和判断能力已不符合补偿要求。对此，设计符合现代配电网指标要求的智能补偿装置是势在必行。
1.2 无功补偿装置的历史与现状
1.2.1 无功补偿装置的发展脉络
早期的无功补偿装置是同步调相机和电容补偿器。前者成本高、安装及维护复杂、响应速度慢，不符合当今快速动态补偿的要求；后者补偿容量不连续，供给的无功功率与节点电压成反比，电压升高，电容发出的无功功率反而下降，且存在与系统发生谐振的风险。在早期的电容器产品中，机械开关投切电容器组（MSC）具有广大的市场，分级，可分组投切。由于早期电网负荷较稳定，MSC以其安装维护方便、价格低廉的优势得到广泛应用。
目 录
第一章 引言 1
1.1课题研究背景及意义 1
1.2 无功补偿装置的历史与现状 1
1.2.1 无功补偿装置的发展脉络 1
1.2.2无功补偿装置实际应用的现状 2
1.3 本文的主要内容及安排 3
第二章 无功功率补偿理论 3
2.1 无功补偿 3
2.1.1 无功功率的产生及意义 3
2.1.2 无功功率对电网的影响 3
2.1.3无功补偿技术的引入 4
2.1.4 无功补偿的作用 4
2.2 功率因数 4
2.3 负荷的无功补偿 5
2.3.1 感性负载并联电容器补偿 5
2.3.2 感性负载串联电容器补偿 8
第三章 成套低压无功补偿装置概论 8
3.1 无功补偿的原则 8
3.2 低压无功补偿的方案 9
3.2.1 低压集中补偿 10
3.2.2 分散就地补偿 10
3.2.3 三相共补和单相补偿 10
3.3 低压无功补偿装置的组件 11
3.3.1 并联电容器 11
3.3.2 串联电抗器 11
3.3.3 投切器以及投切方式 12
3.3.4 无功补偿控制器 15
3.3.5 控制断路器和熔断器 15
3.4 补偿容量的计算 16 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.4.1 基本计算公式 16
3.4.2 一般计算公式 16
3.4.3 电机就地补偿计算 16
第四章 谐波原理及应对方法 17
4.1 谐波的定义 17
4.2 谐波的数学概念 17
4.3 电网中谐波的衡量与规范 18
4.4 电网谐波分析计算 19
4.5 谐波的危害及抑制措施 20
4.5.1谐波的危害 20
4.5.2谐波的抑制 21
第五章 低压无功补偿装置的实际工程应用 21
5.1 具体工程的设备选型 21
5.1.1 成套装置选型 21
5.2.2 内部元件选型 23
5.2 无功补偿装置的运维 25
第六章 无功功率理论的研究及其前景 27
6.1 正弦条件下的无功功率理论 27
6.2 非正弦条件下的无功功率理论 28
6.3 无功补偿技术的前景 30
致谢 30
参考文献 31
附录 33
附录一 低压配电柜排列图 33
附录二 柜L1系统图 33
附录二 柜L2、L3系统图 34
附录三 柜L4系统图 35
附录四 柜L5、L6系统图 36
附录五 柜L7~L9系统图 37
附录六 柜L10~L16系统图 38
附录七 柜L17系统图 39
附录八 柜L18系统图 40
附录九 柜L19系统图 41
附录十 柜L20系统图 42
附录十一 电容器无功补偿控制原理图 43
附录十二 电容器无功补偿控制接线图 43
附录十三 电容柜装配图 44
引言
1.1课题研究背景及意义
近年来我国产业结构向高级化转变，随着高新工业区、多功能写字楼、通信基站、商务酒店等新兴大宗用电场所的兴建，整个社会的用电需求急剧上升，对电能质量的要求不断提高。在电能传输的距离和容量日益增大，感性负载急剧增多，无功电量增长大幅提高的情况下，平衡电网中功率分布、减小网损的技术亦面临着新的挑战。
尤其在峰时，没有进行合理补偿的低压配电网普遍存在如下问题：功率因数一般小于0.9，发电和输电设备耗能严重，电压降落较大引起电能质量严重下降，进而导致一些重要负载无法工作在额定状态。这就造成了电力投资的增加，同时对社会生活造成了消极影响，不符合国家对电力的相关规定和绿色发展的要求。所以，因地制宜，设计合理的低压无功功率补偿装置进行无功补偿对于维持配电网的稳定运行、改善电能质量和挖掘电力资源潜力起着至关重要的作用。
相对于高压电网，低压配电网一般工作在功率因数波动的环境下，且往往没有实时监控，故要求低压无功功率补偿装置能够自行判断一次回路的功率因数，制定合理的策略，实时投切，以最好实行无功补偿。最大限度地提高功率因数、提高设备利用率。配电网自动化的推广，智能通信设备的嵌入，电力电子器件广泛应用到配电网中，于是功率因数愈发不稳定，传统无功补偿装置的补偿速度、精度、容量和判断能力已不符合补偿要求。对此，设计符合现代配电网指标要求的智能补偿装置是势在必行。
1.2 无功补偿装置的历史与现状
1.2.1 无功补偿装置的发展脉络
早期的无功补偿装置是同步调相机和电容补偿器。前者成本高、安装及维护复杂、响应速度慢，不符合当今快速动态补偿的要求；后者补偿容量不连续，供给的无功功率与节点电压成反比，电压升高，电容发出的无功功率反而下降，且存在与系统发生谐振的风险。在早期的电容器产品中，机械开关投切电容器组（MSC）具有广大的市场，分级，可分组投切。由于早期电网负荷较稳定，MSC以其安装维护方便、价格低廉的优势得到广泛应用。
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