無功補償——場景

正常情況用電：從電網里獲得有功和無功的這兩種功率，然后在電網供到用戶的中間有一個端口，這個端口有個考核——考核功率因素這個指標。指標跟無功是有關，從電網里獲得的功率越大大，電網考核獲得的無功就越大，導致的功率因素就會低，電費里會出現懲罰性收費，所以需要提高功率因素。

解決方法 

方法：第三方設備為用電設備提供無功功率，負載就可以不從電網里獲得大部分的無功。

第三方無功功率設備

目前在400v的低壓中，目前無功補償常見的有兩類：

一是電容器為基礎的無功補償柜，二是區別于電容器的靜止無功發生器做無功補償，方法和基本原理是不一樣的。

電容器為基礎的無功補償設備

以電容器為基礎的，為負載提供無功的設備。

先引入一個基礎的概念：無功補償柜輸出的步長。每一臺無功補償柜都由無數個補償支路構成，特點是每投一個支路就會增加一個容量，（假設有6個支路，每個支路50kVar，每增加一個50kVar就會增加一個50的容量，50kVar這就是步長）步長會影響到整柜無功補償輸出的精度。

比較上面的支路數和步長，步長會影響支路；步長和支路數中尋找一個優的方案。小容量會導致支路增加，大的容量會導致步長增長；然而步長會影響到整柜無功補償輸出的精度，空間所能安裝的支路數又是有限的，解決這一矛盾，就有了方案3、4這兩種大容量和小容量的步長結合。從輸出步長上來看，方案四是最小的，它的步長是25kVar，支路數控制的也相對較小，補償效果更佳。

小結  

步長會影響到整柜無功補償輸出的精度；而支路數與補償柜的空間相關，支路數越多，空間就越緊張；不管怎么設計方案，一定脫離不了無功補償支路的數量，和每一個補償支路的容量的設計，所以——步長小的同時盡量減少支路數量。

一、電容器的選擇

核心部件——電容器的選擇。不同的電容器、它的單支電容器的容量是不同的。實際中也經常碰到，比如無功補償支路的容量設計是50kVar，圓柱形的一般單支容量做不到50kVar，所以要選擇兩只電容器來并接，所以如果單一無功補償的支路容量較大，可以用多支電容器并接使用。（此時電抗器不需要多支。）

電容器的選擇同時還要關注無功補償柜應用的環境。用戶要買無功補償時，首先要想到它使用的場合，背景諧波的含量是否嚴重，這涉及到與電容器相匹配的電抗器參數的選擇，同時電抗器參數的選擇又會影響電容器電壓的選擇，電容器電壓的參數的選擇又要校驗整個無功補償柜輸出容量的值，這些是相互聯系、缺一不可的。

二、電抗器的選擇

選擇電容器在應用時，在無功補償方案，一定要考慮涌流的限制方案。無功補償支路串上的電抗器，是有兩個作用的，一是抑制諧波，二是抑制涌流。如果現場對于這兩個應用都不需要的情況，可以不需要電抗。大部分這種情況下是通過投切開關來解決涌流的問題。

如需要電抗的情況：電抗具有抑制涌流、抑制諧波的作用。

如果只考慮涌流的情況，用小的電抗就可以，一般建議選擇不大于1％的電抗率；如果背景諧波較嚴重，根據諧波次數的主要情況選擇：如果5次以上建議7％的電抗，如果3次及以上建議選擇電抗率14％以上的電抗。

小結  

常規用戶只要考慮這方面，因為不同的廠家提供的方案是不一樣的，抑制三次、五次、七次及以上諧波通常選用14%電抗率，抑制五次、七次以上諧波通常選用7%電抗率。

電抗器的選擇除了電抗率還有其他的參數：比如材質、噪音……

三、投切開關的選擇

投切開關里包含三類：電容器投切接觸器、晶閘管開關、復合開關。

不同的投切開關響應速度是不一樣的。可控硅開關投切速度最快，接觸器的響應速度最慢的。還會影響電容器的涌流，以可控硅為基礎的投切開關限制涌流是最小的，在3％以內，接觸器是20％以內。

不同投切開關會導致造價成本的差異。從價格最優角度上來講接觸器是最優的，可控硅是最貴，從效果上接觸器是最差的，如果是要對涌流的一直效果，接觸器是最差的，如果現場負載變化非常大，對無功的需求變化也很大，需要無功補償需求能夠跟得上無功補償的變化，這時可控硅是最優的。

小結  

一般接觸器是最便宜，可控硅最貴；但又希望開關快速投切，所以一定要考慮現場負載情況和應用場景。

四、晶閘管開關投切的電容器

TSC——晶閘管開關投切的電容器：基本的原理，用電容去做負載需要的無功，選擇合適的投切開關去構建無功補償支路。

五、控制器

電容、電抗、投切開關，熔斷器——支路的保護元件的選擇。對于無功補償整柜來說，控制器的選擇也很重要。作為無功補償的核心件，如果控制器選擇不合理，也會導致無功補償系統系統輸出特性不好。

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