揭开“无功补偿”的神秘面纱

无功补偿（Reactive power compensation），全称无功功率补偿，是一种在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境的技术。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统紊乱，电压波动，谐波增大等诸多状况。一、何为功率？功率（Power），经常用来计算物体在一定时间内所使用的能量，国际单位为瓦特（Watt，W），名字的由来是为了纪念英国著名发明家詹姆斯·瓦特（James Watt）。A、【视在功率】：是指发电机发出的总功率，其中可以分为有功部分和无功部分。B、【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。C、【无功功率】：是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率，它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，建立磁场，就要消耗无功功率。无功功率不做功，但要保证有功功率的传导必须先满足电网的无功功率。二、为何需要无功补偿？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，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。但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远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。无功补偿是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换，这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。三、 如何进行无功补偿？A、【低压个别补偿】：根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，与用电设备共用一套断路器，通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连接运行（如：大中型异步电动机）的无功消耗，以补励磁无功为主。B、【低压集中补偿】：将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切，电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。C、【高压分散补偿】：在单台变压器高压侧安装的,用以改善电源电压质量的无功补偿电容器，主要用于城市高压配电中。D、【高压集中补偿】：将并联电容器组直接装在变电所的6～10KV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用；补偿装置根据负荷的大小自动投切，补偿效益高。四、有几种无功补偿装置？A、【同步调相机】：调相机的基本原理与同步发电机没有区别，它只输出无功电流。因为不发电，因此不需要原动机拖动，没有启动电机的调相机没有轴伸，实质就是相当于一台在电网中空转的同步发电机。当增加激磁电流时，其输出的容性无功电流增大。当减少激磁电流时，其输出的容性无功电流减少。当激磁电场减少到一定程度时，输出无功电流为零，只有很小的有功电流用于弥补调相机的损耗，当激磁电流进一步减少时，输出感性无功电流。调相机容量大、对谐波不敏感，并且具有当电网电压下降时输出无功电流自动增加的特点。B、【并联电容器】：并联电容器是目前最主要的无功补偿方法。其主要特点是价格低，效率高，运行成本低，在保护完善的情况下可靠性也很高。在高压及中压系统中主要使用固定连接的并联电容器组，而在低压配电系统中则主要使用自动控制电容器投切的自动无功补偿装置。并联电容器的最主要缺点是其对谐波的敏感性。当电网中含有谐波时，电容器的电流会急剧增大，还会与电网中的感性元件谐振使谐波放大，另外，并联电容器属于恒阻抗元件，在电网电压下降时其输出的无功电出下降，因此不利于电网的无功安全。C、【SVC】：全称是静止式无功补偿装置，静止两个字是同步调相机的旋转相对应的。国际大电网会议将SVC定义为7个子类：①机械投切电容器（MSC）；②机械投切电抗器（MSR）；③自饱和电抗器（SR）；④晶闸管控制电抗器（TCR）；⑤晶闸管投切电容器（TSC）；⑥晶闸管投切电抗器（TSR）；⑦自换向或电网换向转换器（SCC/LCC）。D、【STATCOM】：是一种使用IGBT、GTO或者SIT等全控型高速电力电子器件作为开关控制电流的装置，其基本工作原理是：通过对系统电参数的检测，预测出一个与电源电压同相位的幅度适当的正弦电流波形。当系统瞬时电流大于预测电流的时候，STATCOM将大于预测电流的部分吸收进来，储存在内部的储能电容器中。当系统瞬时电流小于预测电流的时候，STATCOM将储存在电容器中的能量释放出来，填补小于预测电流的部分，从而使得补偿后的电流变成与电压同相位的正弦波。五、无功补偿有什么意义？①根据用电设备的功率因数，可测算输电线路的电能损失。通过现场技术改造，可使低于标准要求的功率因数达标，实现节电目的。②借助于无功补偿设备发出必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量，稳定设备运行。③减少电力损失，一般工厂动力配线依据不同的线路及负载情况，其电力损耗约20%-30%左右，使用电容提高功率因数后，总电波降低，可降低供电流与用电端的电力损失。④改善供电品质，提高功率因数，减少负载总电流及电压降，于变压器二次侧加装电容可改善功率因数提高二次侧电压。⑤延长设备寿命，改善功率因数后线路总电流减少，使已经接近饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低，降低温升增加寿命。⑥最终满足电力系统对无功补偿的监测要求，减少电费支出，消除因为功率因数过低而产生的罚款（力调电费）。设有无功补偿柜的低压配电系统

发布：2023-08-30      浏览：1620

中频炉现场的有源滤波器APF为什么经常烧毁？

现在电力应用场合中，中频炉谐波现象日益突出，谐波治理的需求则应运而生。为什么需要进行中频炉谐波治理呢？由于是工频电源经整流逆变为中频，工作过程中对电网产生大量具有危害性的高次谐波，是电网负载中最大谐波源之一，因此需要治理以便提高电能质量。中频炉谐波会严重影响电网的安全运行，例如：谐波电流在变压器中，产生附加高频涡流铁损，使变压器过热，降低了变压器的输出容量，使变压器的噪声增大，严重影响变压器的寿命；谐波电流的趋附效应使导线等截面变小，增加线路的损耗；谐波电压影响电网上其它各种电气设备不能正常工作，导致自动控制装置产生误动作，仪表计量不准确；谐波电压电流对附近的通讯设备正常运行产生干扰；谐波产生的暂时过电压和瞬态过电压使设备绝缘破坏，引发三相短路，烧毁变压器；谐波电压、电流会引起公共电网中局部产生并联谐振和串联谐振，造成严重事故。在逆变过程中，首先由直流得到的是方波电源，方波相当于含有大量高次谐波的正弦波的叠加。虽然后级电路要进行滤波，但高次谐波并不能完全被滤除干净，所以中频炉谐波治理是必须要做的。某大型电缆制造有限公司使用常规的有源滤波柜发生模块故障，对此进行现场了解分析，发现现场生产设备主要有铝包钢丝包覆机4台、中频感应加热机4台，铝包钢拉丝机8台 ，笼绞机3台 ，管绞机4台，框绞机3台，铝拉丝机3台和若干变频器设备。变压器容量为2000KVA，根据现场人员了解一台中频炉设备功率在350KW左右。中频炉设备在进行运行生产时，可控硅将50HZ正弦交流电全控桥整流电路中，变为脉冲直流电，最后进入逆变电路中，供给负载。在运行时快速稳定金属加热，依靠变频装置把三相工频交流电变为单相中频交流电，产生的谐波会严重影响设备和变压器使用及寿命。负荷对补偿设备的冲击性比较大，特别在进行两相淬火时，单相电压值会升高到一个异常值，导致有源滤波模块工作时发生异常情况。其他设备再进行一起使用时，可能还会有谐波叠加的问题，一般中频炉采用6路脉冲整流，产生的谐波主要为5、7、11、13等频次；如果是12脉冲整流，则谐波次数主要为11、13、23、25等。 谐波含量较高，中频炉作为典型非线性负荷。在进行滤波治理时，专业的谐波治理公司应该做出提醒，中频炉等大型工业场合不适宜采用有源滤波模块，因为现场负荷的冲击与使用，都容易造成模块故障或者异常运行，导致模块损坏。经过大致计算：现场除基波外，其它几次谐波含量可能达到30%，根据负荷功率计算出所需的补偿可能大于现场配置的大小。在传统的中频炉谐波治理方面采用无源滤波较为理想，使用LC滤波，针对中频炉谐波测试结果，然后，为需要治理的中频炉主要特征次谐波提供专门的通道。因此，针对中频炉的现场，应该谨慎进行谐波的治理，瀚尔爵电气可以为您进行现场勘探和分析，做出正确的谐波治理方案。

发布：2023-07-31      浏览：1900

如何进行电容器安装容量的确定？

已知负荷功率为P，补偿前的功率因数为cosΦ1，需提高功率因数到cosΦ2，所需电容器的容量Q可按下式计算:Q=P(√1/cos2Φ1-1-√1/cos2Φ2-1)kvar)也可以按照cosΦ1，及cosΦ2之值由下表直接查出每千瓦负荷所需补偿用电容器的千乏数，再以此值乘负荷功率P即得。例：cosΦ1=0.6，cosΦ2=0.9按表查查得千瓦负荷所需补偿用电容器容量为0.85千乏，如负荷功率P＝100千瓦，则所需补偿用电容器的总容量为100×0.85=85千乏。Pis the Power Load.The power factor before compensation is cosΦ1,In order to increase to the desired power factor (cosΦ2), the required capacity of capacitors(Q) can be calculated based on below formula:Q=P(√1/cos2Φ1-1-√1/Φcos2Φ2-1)(kvar)It also can be calculated based on below table. According to the cosΦ1 and desired cosΦ2 ,search for the value of kvar needed per kW and multiply load factor (P),then the result is the capacity of capacitors (Q),Example:cosΦ1=0.6,cosΦ2=0.9 Based on the table we get kvar per kW is 0.85kvar.If the load factor,P=100kW, then the capacity of capacitor is 100×0.85=85kvar

发布：2023-07-23      浏览：2027

何为三次、五次谐波？为何要进行有源滤波改造？

随着现代电力社会的发展，计算机、空调、LED屏、节能灯等设备的广泛应用，低压三相系统中的单相整流负载越来越多，产生的谐波电流对供电系统的影响也越来越大，严重影响了电能质量，甚至影响了输配电系统的安全运行。其中，对配电系统影响最严重的是“三次谐波”。通常情况下，谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，其余大于基波频率的电流产生的电量。从广义上讲，由于交流电网有效分量为工频单一频率，因此任何与工频频率不同的成分都可以称之为谐波，谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率、幅度与相角。谐波可以区分为偶次与奇次，第三、五、七次编号的为奇次谐波，而二、四、六、八等为偶次谐波，如基波为50Hz时，二次谐波为l00Hz，三次谐波则是150Hz。通俗的讲，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多、更大。在平衡的三相系统中， 由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在。对于三相整流负载， 出现的谐波电流是6n±1次谐波。基波与三次、五次、七次谐波的分布在处理谐波问题时，三次谐波电流需引起特别关注。三次谐波电流之所以危害很大，是因为三次谐波电流在零线上叠加，会导致零线电流过大，造成火灾隐患。事实上，二十年前在欧美发达国家，很多火灾是零线过热导致的。现在，欧美国家对电子设备的三次谐波电流进行了严格的限制，并在工程中特别关注和治理。此时，有源电力滤波器（Active Power Filter），简称APF)应运而生。APF是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。有源滤波器之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源(用以补偿主电路的谐波)，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和传统无功补偿方法的缺点（只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。有源滤波器HDA-APF原理图那么，如何区分有源滤波器与无源滤波器呢？若滤波电路由无源元件(电阻、电容、电感)组成，则称为无源滤波器；若滤波电路不仅由无源元件，还有有源元件(双极型管、单极性管、集成运放)组成，则称为有源滤波器。其区别主要体现在以下几个方面：（1）有源滤波器是电子的，无源滤波器是机械的；（2）有源滤波器是检测到某一设定好的谐波次数后抵消它，无源滤波器是通过电抗器与电容器的配合形成某次谐波通道吸收谐波；（3）采用无源滤波器因为有电容器的原因，所以可提高功率因素；采用有源滤波器只是消除谐波与功率因素无关；（4）有源滤波器造价是无源滤波器的几倍以上，维护成本较高；无源滤波器造价相对较低，技术较成熟，安装后基本免维护；（5）有源滤波器用于小电流，无源滤波器可用于大电流。考虑到用电系统的安全性、可靠性，一般按照谐波计算值的1.3倍左右设计，作为最终谐波容量来配置有源滤波器APF。对于谐波治理改造的项目，一般在参考设备满负荷运行的情况下，进行电能质量测量后，再根据准确的测量结果制定具体的谐波治理方案。集中治理的选型方案，有源电力滤波柜建议安装在无功补偿柜与出线柜之间，这样电流采样回路最短，接线更简单，成本最经济。

发布：2023-07-15      浏览：6984

视在功率计算公式及有功功率、无功功率计算公式

什么是视在功率、有功功率、无功功率，三者之间有什么关系？我们举个例子，一杯装满啤酒的杯子，里面的满杯的啤酒加泡沫相当于是视在功率，啤酒相当于是有功功率，泡沫相当于是无功功率。比如满杯的啤酒，杯子容量一定的情况下，泡沫越少，喝到的啤酒越多，而在供电系统中，喝到的啤酒越多，意味着同样的电量，做的功越多。如果我们想喝到更多的啤酒，要提高电力系统功率因数，增加有功功率，从而提高电能利用率，这其实也是电容无功补偿的作用。有功功率： 又叫平均功率，交流电的瞬时功率不是一个恒定值，功率在一个周期内的平均值叫做有功功率，它是指在电路中电阻部分所消耗的功率，有功功率的符号用P表示，单位有瓦（W）、千瓦（kW）。有功功率与电压电流间的关系为：P=UICOSφ，COSφ是功率因素。在供电系统中，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的电功率。比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水；各种照明设备是将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。 无功功率：在具有电感和电容的交流电路里，由于电感或电容的特性，造成电压和电流的相角不一致，这些元件在半周期的时间里把电源能量变成磁场（或电场）的能量存起来，在另半周期的时间里对已存的磁场（或电场）能量送还给电源，它们只是与电源进行能量交换，并没有真正消耗能量。比如说40瓦的日光灯。除了需要40瓦有功功率来发光之外，还需要80乏左右的无功功率镇流器的线圈建立交变磁场用，因为它并不对外做功，而被称为无功。总而言之，在交流电路中，电感或电容元件与电源之间只进行能量的交换，而不消耗能量，我们把这部分功率叫做无功功率，用字母Q表示，单位为乏（Var）、千乏（kVar），无功功率与电压电流间的关系为：Q=UISINφ。 视在功率： 在具有电阻和电抗的电路内，把电压与电流的乘积叫做视在功率，以字母S表示，单位为伏安（VA）、千伏安（kVA），视在功率与电压、电流之间的关系为：S=UI，一般通常以视在功率表示变压器等设备的容量。视在功率与有功功率、无功功率可以用一个直角三角形来表示，两个直角边是有功功率和无功功率，斜边是视在功率。根据P=UICOSφ、Q=UISINφ和S=UI，COSφ=P/S，可知三种功率和功率因素是一个直角功率三角形的关系，视在功率S与有功功率P、无功功率Q的计算公式为：P+Q=S电网中的电力负荷如电动机、变压器等，属于既有电阻又有电感的电感性负载，电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，通常用相位角的余弦COSφ来表示，COSφ称为功率因数，三相功率因数的计算公式为：功率因数是反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标，比如说能否使视在功率100KVA的变压器输出100KW的有功功率，主要取决于负载的功率因素，这时无功补偿就体现其价值和意义了，我们可以用电容器补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数，提高功率因素可以减少供电设备的设计容量、减少投资、增加电网中有功功率的输送比例，降低线损等等，这都是直接决定和影响着供电企业的经济效应的。

发布：2023-06-28      浏览：1784

并联电容器和串联电容器的工作场景和计算方式

在实际电路使用过程中，多数情况下需要两个甚至多个电容器并联或串联。并联或串联以后，电容的容量会发生变化，下图详细为诸位介绍一下电容器串联或并联后，电容的容量会发生怎样的变化：1、电容器的串联：电容器串联，指的是：两只或两只以上的电容器，在电路中头尾相连。如上图所示，如果使用串联的方式，电容器的总容量会减少，甚至总容量比容量最小的电容器的容量还小。具体的计算公式如下：示例中的两个电容器串联，一个是1000PF，一个是100PF，串联后的电容的实际容量约为91PF，比其中最小的一个电容的容量还要小一些。当电容器串联时，容量小的电容器应尽量选用耐压大的，以接近或等于电路的电源电压为佳 ，因为当电容器串联在电路中时，容量小的电容器在电路中承担的电压比容量大的电容器承受的电压大得多。2、电容器并联：电容器的并联，指的是：两只或两只以上的电容器头与头相连、尾与尾相连。如上图所示，电容器并联后容量计算就容易了，电容器并联后总容量增大，总容量等于所有电容器容量之和。具体的计算公式如下：如上图我们的例子，计算后总容量为20UF。这里要注意，电容器并联后容量明显变大，但耐压以最小电容的耐压为准。如上图示例，三个电容的耐压就C1电容最小为6.3V，所以并联后的电容器两端的电压都不能超过6.3V，不然电容器有可能会损坏。

发布：2023-06-25      浏览：1687

电容补偿柜中电抗器上的温控开关要不要接线？

现在电力工程中，温控开关广泛应用于家用电器、电机、医疗等设备中，作用是防止设备长时间处在高温中损害设备寿命，甚至烧坏设备。机械式温控开关有常开型、常闭型两种，有时候会混淆。可能一些电气设计师能区分开这两者的区别，但在专业叫法上可能有错误，下面我们一起了解下关于温控开关常开、常闭的区分。在温控开关行业中，常开型为：温控开关在正常工作状态下，触点是断开的，当温度超温时，触点闭合，电路通电；常闭型：温控开关在正常工作状态下，触点是闭合的，当温度超温时，触点断开，电路不通电。目前很多配电场合，电力安装师傅忘记把电抗器的温控端子进行接线，此现象可能会引发电抗器故障，严重时会发生过温后的燃烧现象。正确的接法是：将电抗器的温控端子串联下信号线之间，因此达到断开和闭合的功能。下面展示一下何为常闭型，何为常开型。常闭型：温度开关原始状态触点是闭合的，当感温超过额定温度时触点断开常开型：温度开关原始状态触点是断开的，当感温超过额定温度时触点闭合电容柜中电抗器的温控接点正常接线图电容柜中电抗器超温接点连接的示意图拿到产品如何判断是常开还是常闭呢？首先可从产品外观判断，温控开关外壳会印有产品型号及规格，B是代表常闭，K是代表常开。除了从外观上判断，也可用万用表检测，用万用表电阻档测量温控开关时，用两根表笔测量温控器的端子或引线，如果这时万用表显示导通，就表示这个温控器是常闭型的，反之为常开型。常闭型的一般都是直接安装在电机中进行温度控制，常开型的多用于控制风扇给设备降温，当然具体问题还要具体分析！

发布：2023-06-15      浏览：3493

10kV高压电容柜容易损坏吗？会不会影响功率因数不达标？

HDA-TBBZ系列高压电容补偿装置由隔离开关、真空接触器/可控硅开关、电容器、串联电抗器、放电线圈、互感器、避雷器以及控制装置和测量保护装置组成，成套装置结构可分为柜式和框架式。电容器和串联电抗器支路分为若干组分别用真空接触器/可控硅开关进行分组投切，用以补偿系统无功功率，提高功率因数。HDA-TBBZ系列高压无功补偿柜性能特点如下：1、采用全膜高压干式电力电容器，可靠性高、寿命长、损耗小、运行温升低；2、装置的实际电容与其额定电容之差不超过额定值的0～10%，装置的任何两线路端子之间电容的最大值与最小值之比不超过1.06；3、装置的绝缘水平：6kV 额定电压的成套装置，其主电路相间及相与地之间，工频耐受电压（方均根值）23kV，1min；10kV额定电压的成套装置其主电路相间以及相与地之间，工频耐受电压（方均根值）30kV，1min；成套装置辅助电路工频耐受电压（方均根值）2kV，1min；4、装置对电容器内部故障，除设有单台熔断器保护外，根据主接线型式不同，设有不同的继电保护。电容器组的保护可选用开口三角电压保护、中性点不平衡电流保护，或电压差动保护；5、装置允许在工频1.1倍额定电压下长期运行；6、装置允许在由于过电压和高次谐波造成的有效值1.3倍额定电流的稳态过电流下连续运行；7、电容器外置放电装置，可使设备断电后，5S内将电容器残压降至50V以下；8、选配电抗率为1％-13％的串联电抗器，以限制合闸涌流、消除特定次谐波。综上述所：正常情况下，高压电容柜内元器件配置合理，高压电容补偿柜可提高功率因素0.9以上，改善供电局罚款。具有介质损耗小、运行温度低、可靠性高、体积小、重量轻、容量大、使用寿命长等特点。 

发布：2023-06-08      浏览：1629

欧洲电力电容器外置放电装置什么样子？

进口电容器一般都是外置的放电电阻，例如：德国、西班牙、法国的一些欧洲原产的进口电容器厂家。当电容器组与电网断开后，由于极板上仍然存在电荷，两端会存在一定的残余电压。另外，由于电容器极间绝缘电阻很高，自行放电的速度很慢，残余电压要延续较长的时间，为了尽快消除电容器极板上的电荷，对电容器组要加装与之并联的放电装置，使其停电后能自动放电。电力电容器配置的外置放电电阻电容器是储能元件，当停电时，电容器内部的极板上还会存储有电荷，在低压系统中，会用电容指示灯来放电的，这个灯泡在亮的过程当中，就说明放电回路是正常的，如果运行的电容器对应的指示灯不亮了，应该尽快更换，防止放电回路出现故障，影响正常使用。不论电容器额定电压是多少，在电容器从点网上断开30s后，其端电压应不超过75V。一方面能防止电容器带电荷再次合闸，触及有剩余电荷的电容器而发生危险。刚从电网断开的电容器，即使电容器已经自动放电，还必须用绝缘的接地金属杆，短接电容器的出现端，进行逐只放电。低压无功补偿柜是用于补偿感性负荷所需要的无功功率的装置，该装置对于提高系统的功率因数，改善电能质量，延长电力设备使用寿命，降低电网传输损耗，抑制电压波动具有重要作用。提高了系统的功率因数，降低了线路中的无功电流，充分响应了国家环保节能的号召;同时帮助用户解决了因为力调电费而产生用电罚款的担忧。低压无功补偿柜（装置）低压无功补偿柜的产品优势特点有如下几点：1、控制器采用瞬时无功算法，响应速度10ms，可以手动/自动控制；2、自动控制具有循环投切、编码投切、顺序投切等投切方式；3、实时监测系统的电压、电流、功率因数、补偿状态等参数；4、实时跟踪负荷变化，动态周期为(10~20ms)，无需放电即可再投；5、具有完善的过压、欠压、过流、短路、缺相、误动、声光报警等保护措施；6、可避免电容谐振，TSC可分流20%~35%，TSF可滤除60%~80%左右的特征次谐波电流；7、对相间负荷具有分相补偿、去除谐波功能；也可对三相不平衡负荷平衡三相有功；8、装置美观，技术成熟，性能稳定，适用于大部分工业场合。

发布：2023-05-30      浏览：1520

分布式光伏并网导致功率因数不达标的三种解决方案

分布式光伏并网是指在用电户企业（居民）的建筑物进行光伏组件的安装，运行方式以⽤户侧自发自用、余电上网，且有配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。并网电压等级通常为0.4/10kv，分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利⽤的原则，充分利用当地太阳能资源，替代和减少化石能源消费。在碳达峰、碳中和的⼤趋势下，光伏发电正逐渐替代传统能源，成为我国能源主题之一。但是，随着并网时间的推移，越来越多的分布式光伏并网用户出现了如下的情况：A、无功功率不稳定，电容器频繁投切；B、功率因数不达标，忽高忽低、频繁闪烁；C、电压、电流谐波异常，导致保护异常启用；D、出现高额的力调电费。(大多数企业表示：在光伏并网后才产生力调电费的）1. 原因分析：多数光伏企业认为出现这个情况多数为补偿容量不够、补偿不及时导致，从而增强补偿容量或者增加补偿装置，结果显而易见，仍没有解决功率因数的问题（不对症下药是没有结果的）。1.1. 功率因数不达标分析：首先，我们先要了解：供电局考核功率因数时，是结合正向有功、正反向无功来计算的，比如说:该系统月正向有功为P，正向无功为Q1，反向无功为Q2，即正反向无功和Q1+Q2。则：Cosφ=P/S=P/（√(P2+(Q正+Q反)²)(功率因数计算式）供电局在计算功率因数时，是不计量反向有功（光伏发电）结合上述的计算公式，就能发现如下问题：第一：无功功率固定时，光伏发电量增加，用户正向有功减小，Cosφ减小、不达标；第二：光伏发电量固定时，无功功率增加，Cosφ减小，不达标!（这⾥的无功功率是包含正向无功功率和反向无功功率）显⽽易见，解决分布式光伏的无功补偿问题需要针对性的做出分析!1.2. 电容柜无法正常工作分析：分布式光伏在并网后导致系统中原有无功补偿柜无法正常工作(无论并网点在负载端处、还是进线柜处，都无法正常补偿）。此处需要深⼊了解无功补偿控制器的工作原理，市场上大多数的无功补偿控制器是通过采集电压电流信号的数值和方向，从而得出功率因数的大小，进行投切补偿，但是当分布式光伏并网后，就会导致系统中存在流向不同的电流（电流相位角)，从而导致无功补偿控制器无法取样，无法有效补偿；时而过补、时而欠补，导致系统功率因数低，出现力调电费（罚款）！2. 解决方法：解决这个问题不一定需要增加补偿容量和补偿设备，多数情况是属于无功补偿控制器的工作机能单一，不具备在第四象限下工作的能力，又或者是用电客户的补偿系统不细致，存在无功功率漏补等现象，都会导致功率因数过低!分布式光伏并网运行3大阶段：★光伏发电量>用户用电。余电上网，系统电流方向由负载流向变压器，存在“反向电流”，此时电容器全部切除，功率因数不达标；★光伏发电量=用户用电。系统平衡，此时功率因数偏高或者偏低，取决于电容柜中的电容器配置；★光伏发电量<用户用电。索取市电，此时功率因数的效果也取决于电容柜的电容器配置；结合上述三个阶段，我们发现从市电消耗的有功电量减小了，无功电量(系统负荷没有变化)没有变化，从而供电局考核的功率因数不达标，出现力调了!方案一：更换瀚尔爵电气四象限无功补偿控制器四象限无功补偿控制器根据四象限无功原理(如下图所示),通过测量双向的有功和无功数据，可以计算出四个象限的有功、无功功率，实时得出负载在光伏发电充足时，或光伏发电功率不足负载，需要从电网侧吸收功率时的功率因数，准确的投切电容器组。四象限无功补偿控制具有双向电流监测机制，针对性解决双向电流系统，结合精确容量补偿，确保补偿可达0.95。但是更换四象限控制器需要加装另外两相CT,且四象限无功补偿控制器价格较高，控制器安装位置的规格可能不配套，需要另行改造，因此成本较高。方案二：一次线路改造对企业配电房的光伏接入柜电缆进行改接，将光伏接入电缆接入点移至企业变压器低压侧断路器下进线侧，无功补偿装置控制器采样点位置不变。改造后，采样点的采样数据=电网侧输入功率S1+光伏发电量S3-厂房用电负荷S2。一次性线路改造的示意图将光伏接入点直接接入企业变压器低压侧，该方法可以从本质上解决功率因数降低的问题。但是改造需要企业停电，并且需要施工队伍进行配合，在基建期间可以实行，且成本较低。方案三：在光伏接入侧加装采样CT本方案与方案二类似，通过改造二次回路，将电网侧输入功率与光伏输入功率的采样信号并联后接入无功补偿控制器；改造后，接入无功补偿控制器的信号等同于方案二，光伏发电接入侧的功率信号与电网侧输入功率信号同时接入无功补偿装置控制器中，提高无功补偿控制器运行的灵活性。本方案改造不需要停电，较为方便。原无功补偿控制器采样点所采样的电流数据采自于流经开关本体保护用CT的电流，由于保护用CT是根据三相短路的最大短路电流计算CT变比的，所以变比较大。无功补偿装置在安装时直接采用的是开关保护用CT所采样的数据，由于该企业正常运行下负荷电流较小，约为100A,所以经过CT测量后，二次电流很小，会影响精度。加装合适变比的CT,以最大负荷电流乘以1.2～1.3的可靠系数作为CT一次电流来选择CT,但是要重新设定无功补偿控制器的参数，这样可提高控制器采样的精度。在光伏接入侧加装采样CT的线路示意图存在此类问题的分布式光伏系统如何进行改造方案的选择：若项目在基建时期，或具备进行一次高压线路改造的条件，可选择方案二；对于容量大，负载用电情况复杂的分布式光伏系统，可选择方案一；对于不具备一次高压线路停电改造条件的项目，可选用方案三。另外，说到光伏都会提到储能，PCS（储能变流器，英译：Power Conversion System）可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS 由 DC/AC 双向变流器、控制单元等构成。PCS 控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。 PCS 控制器通过 CAN 接口与 BMS 通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。光伏行业目前使用量较大的PCS产品

发布：2023-05-19      浏览：8221