無(wú)功功率與有功功率匯總

1、有功功率和無(wú)功功率在交流電路中，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(wú)功功率有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率， 也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量 ( 機(jī)械能、5.5 千瓦的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，帶動(dòng)水 供人們生活和工作照明。 有功功率的符并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)光能、熱能 ) 的電功率。比如： 5.5 千瓦的電動(dòng)機(jī)就是把 泵抽水或脫粒機(jī)脫粒； 各種照明設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換為光能， 號(hào)用 P表示，單位有瓦 (W) 、千瓦(kW) 、兆瓦 (MW)。無(wú)功功率比較抽象， 它是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，凡是有電磁線(xiàn)圈的電氣設(shè)備， 要建立磁40 多瓦有功功率 ( 鎮(zhèn)流器也需消耗一

2、部分有的電功率。它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊?場(chǎng)，就要消耗無(wú)功功率。比如40 瓦的日光燈，除需功功率 )來(lái)發(fā)光外， 還需 80乏左右的無(wú)功功率供鎮(zhèn)流器的線(xiàn)圈建立交變磁場(chǎng)用。由于它不對(duì)外做功，才被稱(chēng)之為“無(wú)功” 。無(wú)功功率的符號(hào)用 Q 表示，單位為乏 (Var) 或千乏 (kVar) 。無(wú)功功率決不是無(wú)用功率，它的用處很大。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(wú)功功率建立的。 變壓器也同樣需要無(wú)功功率，才能使變壓器的一次線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在二次線(xiàn)圈感應(yīng)出電壓。因此，沒(méi)有無(wú)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

3、不會(huì)吸合。 為了形象地說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題， 現(xiàn)舉一個(gè) 例子：農(nóng)村修水利需要開(kāi)挖土方運(yùn)土，運(yùn)土?xí)r用竹筐裝滿(mǎn)土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹 筐就好比是無(wú)功功率，竹筐并不是沒(méi)用，沒(méi)有竹筐泥土怎么運(yùn)到堤上呢 ?在正常情況下， 用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率， 同時(shí)還需要從電源取得無(wú)功功率。 如果 電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應(yīng)求， 用電設(shè)備就沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng)， 那么， 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。無(wú)功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，主要表現(xiàn)在：(1) 降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。(2) 降低輸、變電設(shè)備的供電能力。(

4、3) 造成線(xiàn)路電壓損失增大和電能損耗的增加。 造成低功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。 (4) 所以在電網(wǎng)中要從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線(xiàn)供給的無(wú)功功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了負(fù)荷的需要， 這樣用電設(shè)備才能設(shè)置一些無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)充無(wú)功功率，以保證用戶(hù)對(duì)無(wú)功功率的需要， 在 額定電壓下工作。 這就是電網(wǎng)需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的道理。 ，電流有效值為 I ，電壓有效值為 ， 無(wú)功功率為設(shè)負(fù)荷視在功率為 S，有功功率為 P，Q 1-3 。圖中：則功率三角形如圖 P= S cosj= Icosj Q= S sinj= IsinjS= I 相位視在功率為伏安或千伏安，有功功率常用單位為瓦或千瓦，無(wú)功功

5、率為乏或千乏，和視 Pj 為有功功率與視在功率的夾角，稱(chēng)為力率角或功率因數(shù)角， cosj 表示有功功率角功率三角形在 感性電路中，電流落后于電 1-3 在功率 S的比值，稱(chēng)為力率或功率因數(shù)。圖 為負(fù)值。 j0 ，Q為正值，而在容性電路中，電流超前于電壓，而在通過(guò)純?nèi)菪曰蛘呒兏行载?fù),電能都轉(zhuǎn)成了熱能交流電在通過(guò)純電阻的時(shí)候 ,不可能為 ,即為無(wú)功功率 .當(dāng)然實(shí)際負(fù)載載的時(shí)候 , 并不 做功. 也就是說(shuō)沒(méi)有消耗電能 ,就有, 這樣電流在通過(guò)它們的時(shí)候純?nèi)菪载?fù)載或者純感性負(fù)載 , 一 般都是混合性負(fù)載就要為了提高電能的利用率 ,1, 此時(shí)的 功率因數(shù) 小于部分電能不做功 , 就是無(wú) 功功率 進(jìn)行無(wú)功

6、補(bǔ)償。 電網(wǎng) 的電壓，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在大系統(tǒng)中，無(wú)功補(bǔ)償還用于調(diào)整 wangs 在小系統(tǒng)中，通過(guò)恰當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償方法還可以調(diào)整三相不平衡電流。按照 三相電容 可以在 相間轉(zhuǎn)移有功電流。因此，對(duì)于定理：在相與相之間跨接的電感或者 只要恰當(dāng)?shù)卦诟飨嗯c相之間以及各相與 零線(xiàn)電流不平衡 的系統(tǒng)， 之間接入不同容量的 電容器，不但可以將各相的功率因數(shù)均補(bǔ)償至1，而且可以使各相的有功電流達(dá)到平衡狀態(tài)。無(wú)功補(bǔ)償原理：無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹恚?電網(wǎng)輸出的功率包括兩部分 ; 一是有功功率： 直接消耗電能 , 把電能轉(zhuǎn)變?yōu)?機(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(chēng)為有功功率 ; 二是無(wú)功功率：

7、不消耗 電能; 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 ,這部分電 .電容器建立電場(chǎng)所占的電能 , 如電磁元件建立磁 場(chǎng)占用的電能 , 功率稱(chēng)為無(wú)功功率流在電感元件中作功時(shí) , 電流滯后于電壓 90度.而電流在電容元件中作功時(shí) , 電流超前電壓 90度. 在同一電路中 , 電感電流與電容電流方向相反 , 互差 180 度. 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(wú)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，

8、能 量在兩種負(fù)荷之間相互交換。 這樣， 感性負(fù)荷所需要的無(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的 無(wú)功功率補(bǔ) 償。無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x：補(bǔ)償無(wú)功功率，可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)。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) cos =0.8 增加到 cos =0.95 時(shí)，裝 1Kvar 電容器可節(jié)省設(shè)備容量 0.52KW；反之，增加 0.52KW 對(duì)原有設(shè)備而言，相當(dāng)于增大 了發(fā)、供電設(shè)備容量。因此，對(duì)新建、改建工程，應(yīng)充分考慮無(wú)功補(bǔ)償，便可以減少設(shè)計(jì)容量， 從而減少投資。降低線(xiàn)損，由公式 %=（ 1-cos /cos ） 100%得出其中 cos為補(bǔ)償后的功率因數(shù)， cos 為補(bǔ)償前的功率因數(shù)則

9、：cos cos ，所以提高功率因數(shù)后，線(xiàn)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(xiàn)損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。所以， 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(wú)功補(bǔ)償勢(shì)在必行。電網(wǎng)中常用的無(wú)功補(bǔ)償方式包括： 集中補(bǔ)償：在高低壓配電線(xiàn)路中安裝并聯(lián)電容器組； 分組補(bǔ)償：在配電變壓器低壓側(cè)和用戶(hù)車(chē)間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器； 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。 加裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備， 不僅可使功率消耗小， 功率因數(shù)提高， 還可以充分挖掘設(shè)備輸送功率的潛 力。確定無(wú)功補(bǔ)償容量時(shí)，應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： 在輕負(fù)荷時(shí)要避免過(guò)補(bǔ)償，倒送無(wú)功造

10、成功率損耗增加，也是不經(jīng)濟(jì)的。 功率因數(shù)越高，每千伏補(bǔ)償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95 就是合理補(bǔ)償就三種補(bǔ)償方式而言， 無(wú)功就地補(bǔ)償克服了集中補(bǔ)償和分組補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)， 是 一種較為完善的 補(bǔ)償方式：因電容器與電動(dòng)機(jī)直接并聯(lián)，同時(shí)投入或停用，可使無(wú)功不倒流，保證用 戶(hù)功率因數(shù)始終處于滯后狀態(tài)， 既有利于用戶(hù)， 也有利于電網(wǎng)。 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(zhǎng)電動(dòng)機(jī)與控制設(shè)備的使用壽命。 無(wú)功補(bǔ) Q-0 式中： 無(wú)功就地補(bǔ)償容量可以根據(jù)以 下經(jīng)驗(yàn)公式 確定： Q U；但是無(wú) A） 0- 電動(dòng)機(jī)空載電流（）償容量（ kvar

11、 ）； U- 電動(dòng)機(jī)的額定電壓（ V；和低壓分 組補(bǔ)償；眾所周之， 高壓集中補(bǔ)償 功就地補(bǔ)償也有其缺點(diǎn)： 不能全面取代 無(wú)功補(bǔ)償按其安裝位置和接線(xiàn)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。 其中就 地補(bǔ)償區(qū)域最大， 效果也好。 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。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(wú)功 損耗。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。投切方式分類(lèi)： 1. 延時(shí)投切方式 延時(shí)投切方式即俗稱(chēng)的靜態(tài)補(bǔ)償方式。 延時(shí)投切的目的在于防止過(guò)于頻繁的動(dòng)作使電容器造成損 壞，更

12、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。 延時(shí)投切方式用于控制電容器投切的器件可以是投切電容器專(zhuān)用接觸器、 復(fù)合開(kāi)關(guān)或者 同步開(kāi)關(guān) 投切電容器專(zhuān)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)。 在投入過(guò)程中輔助接點(diǎn)先閉合， 與輔助接點(diǎn)串聯(lián)的電阻使電容器預(yù)充電， 然后主接點(diǎn)再閉合， 于是就限制了電容器投入時(shí)的涌流。 復(fù)合開(kāi)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(guò)零投入與電流過(guò)零切除， 由 繼電器接點(diǎn)來(lái)通過(guò)連續(xù)電流， 這樣就避免了晶閘管的導(dǎo)通損耗問(wèn)題， 也避免了電容器投入時(shí)的涌 流。但是復(fù)合開(kāi)關(guān)既使用晶閘管又使用繼電器，于是結(jié)構(gòu)就變得比較復(fù)雜，成本也比較高， 并

13、且 由于晶閘管對(duì)過(guò)流、 過(guò)壓及對(duì) dv/dt 的敏感性也比較容易損壞。 在實(shí)際應(yīng)用中， 復(fù)合開(kāi)關(guān)故障多 半是由晶閘管損壞所引起的 同步開(kāi)關(guān)是近年來(lái)最新發(fā)展的技術(shù)，顧名思義，就是使機(jī)械開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)準(zhǔn)確地在 需要的時(shí)刻閉合或斷開(kāi)。對(duì)于控制電容器的同步開(kāi)關(guān)，就是要在接點(diǎn)兩端電壓為零的時(shí)刻閉合， 從而實(shí)現(xiàn)電容器的無(wú)涌流投入， 在電流為零的時(shí)刻斷開(kāi)， 從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)的無(wú)電弧分?jǐn)唷?由于 同步開(kāi)關(guān)省略了晶閘管， 因此不僅成本降低， 而且可靠性提高。 同步開(kāi)關(guān)是傳統(tǒng)機(jī)械開(kāi)關(guān)與 現(xiàn)代 電子技術(shù) 完美結(jié)合的產(chǎn)物， 使機(jī)械開(kāi)關(guān)在具有獨(dú)特技術(shù)性能的同時(shí)， 其高可靠性以及低損耗的特 點(diǎn)得以充分顯示出來(lái)。當(dāng)電網(wǎng)的 負(fù)荷

14、 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(guò)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 。通過(guò)補(bǔ)償裝置的控制器檢測(cè)供電系統(tǒng)的物理量，來(lái)決定電容器的投切， 這個(gè)物理量可以是功率因數(shù)或無(wú)功電流或無(wú)功功率。下面就功率因數(shù)型舉例說(shuō)明。當(dāng)這個(gè)物理量滿(mǎn)足要求時(shí)，如 cos 超前且 0.98 ，滯后且 0.95 ， 在這個(gè)范圍內(nèi)， 此時(shí)控制器沒(méi)有控制信號(hào)發(fā)出， 這時(shí)已投入的電容器組不退出， 沒(méi)投入的電容器 組也不投入。當(dāng)檢測(cè)到 cos 不滿(mǎn)足要求時(shí)，如 cos 滯后且 0.95 ，那么將一組電容器

15、投入，并 繼續(xù)監(jiān)測(cè) cos 如還不滿(mǎn)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。當(dāng)檢測(cè)到超前信號(hào)如 cos 0.98, 即呈容性載荷時(shí)，那么控制器就逐一 切除電容器組。 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。 如果把延時(shí)時(shí) 間整定為 300s，而這套補(bǔ)償裝置有十路電容器組，那么全部投入的時(shí)間就為 50 分鐘，切除也這 樣。在這段時(shí)間內(nèi)無(wú)功損失補(bǔ)只能是逐步到位。 如果將延時(shí)時(shí)間整定的很短， 或沒(méi)有設(shè)定延時(shí)時(shí) 間，就可能會(huì)出現(xiàn)這樣的情況。當(dāng)控制器監(jiān)測(cè)到cos 0.95 ，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)

16、載即過(guò)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 。是否能形成振蕩與負(fù)載的性質(zhì)有密切關(guān)系， 所以說(shuō)這個(gè)參數(shù)需要根據(jù) 現(xiàn)場(chǎng)情況整定，要在保證系統(tǒng)安全的情況下，再考慮補(bǔ)償效果。無(wú)功補(bǔ)償?shù)耐肚衅骷?.1 ，交流接觸器控制投入型補(bǔ)償裝置。由于電容器是電壓不能瞬變的器件，因此電容器投入時(shí) 會(huì)形成很大的涌流， 涌流最大時(shí)可能超過(guò) 100 倍電容器額定電流。 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。為了降低涌流，現(xiàn)在大部分補(bǔ)償裝置使用電容器投切專(zhuān)用接觸器， 這種接觸器有 1 組串聯(lián)限流電阻與主觸頭并聯(lián)的輔助觸頭， 在接觸器吸合的過(guò)程中， 輔助觸頭首 先接

17、通，使電容器通過(guò)限流電阻 接入電路進(jìn)行預(yù)充電， 然后主觸頭接通將電容器正常接入電路， 通過(guò)這種方式可以將涌流限制在 電容器額定電流的 20 倍以下。此類(lèi)補(bǔ)償裝置價(jià)格低廉，可靠性較高， 應(yīng)用最為普遍。由于交流接觸器的觸頭壽命有限，不適合 頻繁投切，因此這類(lèi)補(bǔ)償裝置不適用頻繁變化的負(fù)荷情況。1.2 ，晶閘管控制投入型補(bǔ)償裝置。這類(lèi)補(bǔ)償裝置就是SVC分類(lèi)中的 TSC子類(lèi)。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(guò)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)。 過(guò)零觸發(fā)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)涌流投入電容器， 另外由于晶閘管的觸發(fā)次數(shù)沒(méi)有限制， 可以實(shí) 現(xiàn)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償（響應(yīng)時(shí)間在毫秒級(jí)） ，

18、因此適用于電容器的頻繁投切，非常適用于頻繁變化的負(fù) 荷情況。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 145 13=435W），必須使用大面積的散熱片并 使用通風(fēng)扇。晶閘管對(duì)電壓變化率（ dv/dt ）非常敏感，遇到 操作過(guò)電壓 及雷擊等電壓突變的情 況很容易誤導(dǎo)通而被涌流損壞，即使安裝避雷器也無(wú)濟(jì)于事，因?yàn)楸芾灼髦荒芟拗齐妷旱姆逯担?并不能降低電壓變化率。此類(lèi)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(méi)有使用價(jià)值。1.3 ，復(fù)合開(kāi)關(guān)控制投入型補(bǔ)償裝

19、置。復(fù)合開(kāi)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(guò)零投入與電流過(guò)零切除， 由繼電器接點(diǎn)來(lái)通過(guò)連續(xù)電流， 這樣就避免了晶閘管的 導(dǎo)通損耗問(wèn)題，也避免了電容器投入時(shí)的涌流。但是復(fù)合開(kāi)關(guān)技術(shù)既使用晶閘管又使用繼電器， 于是結(jié)構(gòu)就變得相當(dāng)復(fù)雜，并且由于晶閘管對(duì) dv/dt 的敏感性也比較容易損壞。1.4 ，同步開(kāi)關(guān)投入型補(bǔ)償裝置。同步開(kāi)關(guān)技術(shù)是近年來(lái)最新發(fā)展的技術(shù)，顧名思義，就是使機(jī) 械開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)準(zhǔn)確地在需要的時(shí)刻閉合或斷開(kāi)。 對(duì)于控制電容器的同步開(kāi)關(guān)， 就是要在開(kāi)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(wú)涌流投入， 在電流為零的時(shí)刻斷開(kāi)， 從而實(shí)現(xiàn)開(kāi) 關(guān)接點(diǎn)的無(wú)電弧分?jǐn)?/p>

20、。同步開(kāi)關(guān)技術(shù)中拒絕使用可控硅，因此仍然不適用于頻繁投切?？梢灶A(yù)見(jiàn)：使用 磁保持繼電器 的同步開(kāi)關(guān)必將替代復(fù)合開(kāi)關(guān)和交流接觸器。2. 瞬時(shí)投切方式器件與數(shù)字 電力 應(yīng)該說(shuō)它是半導(dǎo)體補(bǔ)償方式，動(dòng)態(tài)瞬時(shí)投切方式即人們熟稱(chēng)的 技術(shù)綜合的技術(shù)結(jié)晶， 實(shí)際就是一套快速隨動(dòng)系統(tǒng)， 控制器一般能在半個(gè) 周波至 1個(gè)周波內(nèi)完成 采樣、計(jì)算，在 2 個(gè)周期到來(lái)時(shí)，控制器已經(jīng)發(fā)出控制信號(hào)了。通過(guò)脈沖信號(hào)使晶閘管導(dǎo)通，投 切電容器組大約 20-30 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(lèi)無(wú)法實(shí) 現(xiàn)的。 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償方式作為新一代的補(bǔ)償裝置有著廣泛的應(yīng)用前景。 現(xiàn)在很多開(kāi)關(guān)行業(yè)廠都試圖生 產(chǎn)、制造這

21、類(lèi)裝置且有的生產(chǎn)廠已經(jīng)生產(chǎn)出很不錯(cuò)的裝置。當(dāng)然與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比從性能上、 元器件的質(zhì)量、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上還有一定的差距。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)木€(xiàn)路方式2.1 LC 串接法原理如圖 1 所示這種方式采用 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(wú)功損耗的目的。 從原理上分析， 這 種方式響應(yīng)速度快，閉環(huán)使用時(shí)，可做到無(wú)差調(diào)節(jié)，使無(wú)功損耗降為零。從元件的選擇上來(lái)說(shuō)， 根據(jù)補(bǔ)償量選擇 1 組電容器即可， 不需要再分成多路。 既然有這么多的優(yōu)點(diǎn)， 應(yīng)該是非常理想的 補(bǔ)償裝置了。 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(lái)說(shuō)還

22、沒(méi)有被廣泛采用或使用者很少。2.2 采用電力半導(dǎo)體器件 作為電容器組的投切開(kāi)關(guān)， 較常采用的接線(xiàn)方式如圖 2。圖中 BK為半導(dǎo)體器件， C1 為電容器組。 這種接線(xiàn)方式采用 2 組開(kāi)關(guān)，另一相直接接電網(wǎng)省去一組開(kāi)關(guān)，有很多優(yōu)越性。 作為補(bǔ)償裝置所采用的半導(dǎo)體器件一般都采用晶閘管，其優(yōu)點(diǎn)是選材方便，電路成熟又很經(jīng)濟(jì)。 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。 當(dāng)解決了保護(hù)問(wèn)題， 作為電容器組投切開(kāi)關(guān)應(yīng)該是較理想的器件。 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)。 很重要的一項(xiàng)就是要求控制器要有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間，準(zhǔn)確的投切功率，還要有較高的自

23、識(shí)別能力，這樣才能達(dá)到最佳的補(bǔ)償效果。 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(xiàn)路運(yùn)行。 需要強(qiáng)調(diào)的是晶閘管導(dǎo)通的條件必須 滿(mǎn)足其所在相的電容器的端電壓為零， 以避免涌流造成元件的損壞， 半導(dǎo)體器件應(yīng)該是無(wú)涌流投 切。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。 關(guān)斷后的電容器電壓為線(xiàn) 路電壓交流峰值，必須由放電電阻盡快放電， 以備電容器再次投入。 也可選適合容性負(fù)載的固態(tài)接元器件可以選單相晶閘管反并聯(lián) 或是雙向晶閘管，觸器，這樣可以省去過(guò)零觸發(fā)的脈沖電路，從而簡(jiǎn)化線(xiàn)路， 元件的耐壓及電

24、流 要合理 選擇，散熱器及冷卻方式也要考慮周全。 2.3. 混合投切方式實(shí)際上就是靜態(tài)與動(dòng)態(tài) 補(bǔ)償?shù)幕旌希?一部分電容器組使用接觸器投切， 而另一部分電容器組使用電力半導(dǎo)體器件。 這種 方式在一定程度上可做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，但就其控，該方式用于通常的網(wǎng)絡(luò)如工礦、 小區(qū)、 域網(wǎng)改制 技術(shù)，目前還見(jiàn)到完善的控制 軟件 造， 比起單一的投切方式拓寬了應(yīng)用范圍，節(jié)能效果更好。 補(bǔ)償裝置選擇非等容電容器組，這種方式補(bǔ)償效果更加細(xì)致，更為理想。還可采用分相補(bǔ)償方式， 可以解決由 于線(xiàn)路三相不平行造成的損失。 3. 無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的選擇 選擇哪一種補(bǔ)償方 式，還要依電網(wǎng)的狀況而定，首先對(duì)所補(bǔ)償?shù)木€(xiàn)路要有所 了解

25、，對(duì)于負(fù)荷較大且變化較快的工況，電焊機(jī)、電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)路采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，節(jié)能效果明顯。 對(duì)于負(fù)荷相對(duì)平穩(wěn)的線(xiàn)路應(yīng)采用靜態(tài)補(bǔ)償方式， 也可使用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。 一般電焊工作時(shí)間均在 幾秒鐘以上，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)也在幾秒鐘以上，而動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)捻憫?yīng)秒鐘之內(nèi)是一個(gè)相對(duì)的穩(wěn)態(tài)過(guò)程， 5 毫秒考慮則從 40 毫秒到時(shí)間在幾十毫秒，按40 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置能完成這個(gè)過(guò)程。無(wú)功補(bǔ)償控制器 無(wú)功功率補(bǔ)償控制器有三種采樣方式， 功率因數(shù)型、 無(wú)功功率型、 無(wú)功電流型。 選擇那一種物理控制方式實(shí)際上就是對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償控制器的選擇。 控制器是無(wú)功補(bǔ)償裝置的指 揮系統(tǒng)，采樣、運(yùn)算、發(fā)出投切信號(hào)，參數(shù)設(shè)定、測(cè)量、元件保護(hù)等功能均由補(bǔ)償控制器

26、完成。 十幾年來(lái)經(jīng)歷了由分立元件 - 集成線(xiàn)路 - 單片機(jī) -DSP 芯片一個(gè)快速發(fā)展的過(guò)程， 其功能也愈加 完善。就國(guó)內(nèi)的總體狀況，由于市場(chǎng)的需求量很大，生產(chǎn)廠家也愈來(lái)愈多，其性能及內(nèi)在質(zhì)量差 異很大， 很多產(chǎn)品名不符實(shí)， 在選用時(shí)需認(rèn)真對(duì)待。 在選用時(shí)需要注意的另一個(gè)問(wèn)題就是國(guó)內(nèi)生 產(chǎn)的控制器其名稱(chēng)均為 XXX無(wú)功功率補(bǔ)償控制器， 名稱(chēng)里出現(xiàn)的無(wú)功功率的含義不是這臺(tái)控制器 的采樣物理 量。采樣物理量取決于產(chǎn)品的型號(hào)，而不是產(chǎn)品的名稱(chēng)。 1. 功率因數(shù)型控制器功率因數(shù)用 cos 表示，它表示 有功功率 在線(xiàn)路中所占的比例。當(dāng) cos =1 時(shí)，線(xiàn)路中沒(méi)有無(wú) 功損耗。 提高功率因數(shù)以減少無(wú)功損耗是這類(lèi)控制器的最終目標(biāo)。 這種控制方式也是很傳統(tǒng)的方 式，采樣、控制也都較容易實(shí)現(xiàn)。* 延時(shí)整定，投切的延時(shí)時(shí)間，應(yīng)在 10s-120s 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)尠靈敏度整定，電流靈敏度，不大 于 0-2A 。* 投入及切除門(mén)限整定，其功率因數(shù)應(yīng)能在 0.85 （滯后） -0.95 （超前）范圍內(nèi)整定。* 過(guò)壓保護(hù)設(shè)量* 顯示設(shè)置、循環(huán)投切等功能這種采樣方式在運(yùn)行中既要保證線(xiàn)路系統(tǒng)穩(wěn)定、 無(wú)振蕩現(xiàn)象出現(xiàn)， 又要兼顧補(bǔ)償效果， 這是一 對(duì)矛盾， 只能在現(xiàn)場(chǎng)視具體情況