柱上无功补偿成套装置(无功补偿装置的结构)

1. 无功补偿装置的结构

一、低压配电柜主要组成

低压配电柜主要由进线柜、出线柜、电容器柜、计量柜等组成。

进线柜：又叫受电柜，是用来从电网上接受电能的设备（从进线到母线），一般安装有断路器、CT、PT、隔离刀等元器件。

出线柜：也叫馈电柜或配电柜，是用来分配电能的设备（从母线到各个出线），一般也安装有断路器、CT、PT、隔离刀等元器件。

母线联络柜：也叫母线分断柜，是用来连接两段母线的设备（从母线到母线）， 在单母线分段、双母线系统中常常要用到母线联络，以满足用户选择不同运行方式的要求或保证故障情况下有选择的切除负荷。

PT柜：电压互感器柜，一般是直接装设到母线上，以检测母线电压和实现保护功能。内部主要安装电压互感器PT、隔离刀、熔断器和避雷器等。

隔离柜：是用来隔离两端母线用的或者是隔离受电设备与供电设备用的，它可以 给运行人员提供一个可见的端点，以方便维护和检修作业。由于隔离柜不具有分 断、接通负荷电流的能力，所以在与其配合的断路器闭合的情况下，不能够推拉 隔离柜的手车。在一般的应用中，都需要设置断路器辅助接点与隔离手车的联锁，防止运行人员的误操作。

电容器柜：也叫补偿柜，是用来作改善电网的功率因数用的，或者说作无功 补偿，主要的器件就是并联在一起的成组的电容器组、投切控制回路和熔断器等 保护用电器。一般与进线柜并列安装，可以一台或多台电容器柜并列运行。电容 器柜从电网上断开后，由于电容器组需要一段时间来完成放电的过程，所以不能 直接用手触摸柜内的元器件，尤其是电容器组；在断电后的一定时间内（根据电容器组的容量大小而定，如：1分钟），不允许重新合闸，以免产生过电压损坏电容器。作自动控制功能时，也要注意合理分配各组电容器组的投切次数，以免出现一组电容器损坏，而其他组却很少投切的情况。

计量柜：主要用来作计量电能用的（千瓦时），又有高压、低压之分，一般安装有隔离开关、熔断器、CT、PT、有功电度表（传统仪表或数字电表）、无功电度表、继电器、以及一些其他的辅助二次设备（如负荷监控仪等）。

二、低压配电柜的作用

低压配电柜的额定电流是交流50Hz，额定电压380v的配电系统，主要作用是进行电力分配，将经过变压器的电压分配到各个用电单元,用于低压配电系统中动力、照明配电之用。该产品具有分断能力强，动热稳定性好，电气方案引灵活，组合方便，系列性、实用性强，结构新颖等特点。

2. 无功补偿装置的结构有哪些

MSVC—基于磁阀式可控电抗器(MCR)技术的静止型动态无功补偿装置。由固定补偿支路和磁控电抗器（简称MCR）并联组成。 实际补偿容量＝电容固定补偿容量-MCR容量 磁控电抗器输出的感性无功连续可调，从而实现补偿的连续可调。 磁控电抗器是磁阀式可控电抗器的简称（即MCR）。磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，其内部为全静态结构，无运动部件，工作可靠性高

3. 无功补偿装置结构图

在解答问题之前，我们要明白无功的概念。

无功功率比较抽象，它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，要建立磁场，就要消耗无功功率。

励磁回路开路也就是发电机转子没有电流，此时转子无法形成磁场，这时发电机没有感应电动势；发电机的定子绕组是接到系统中的，因为转子没有感生电动势，定子绕组变成了线圈负荷接到系统中，相当于感性负载，所以会从系统中吸收无功，此时动力源（汽轮机）还带着转子在空转，却与定子绕组没有任何关系。这时的发电机定子上的电压不是发电电压而是电感线圈在系统的影响下的变化。

附图为某电机公司百万汽轮发电机结构图。

4. 无功补偿装置的运行方式

供电质量问题日益受到广大客户关注，同时电压调整也是一个复杂的问题。因为整个系统每个节点的电压不同，客户对电压也有要求，所以在各个节点调整电压以满足用户对电压要求。

1各种调压方式

电压的调整，必须根据系统的具体要求，在不同的节点，采用不同的方法，具体有：

（1）增减无功功率进行调压，如利用发电机、静止补偿器、调相机、并联电容器、并联电抗器等。

（2）改变有功功率和无功功率的重新分布进行调压，如利用有载调压器、改变变压器分接头等。这种在变电所里比较常用。

（3）改变网络参数进行调压，如装设串联电容器，停、投并列变压器等。

2各种调压方式的比较

各种调压方法的应用范围是相当复杂的，而对调压设备的选择，往往要通过技术经济比较来确定。现对几种调压方法比较如下：

（1）改变发电机电压来进行调压，仅对有孤立运行的发电厂供电的小型电力系统才有显著效果。对电网来说，不可能由它来解决全部调压问题，但是由于它不需要投资，在一些地区解决调压问题，应予以优先考虑。

（2）在无功功率不足的情况下，首要问题是增加无功电源。这时利用调压变压器是解决不了问题的。

（3）用有载调压器进行调压，应用在无功功率并不缺乏的大型电力系统中。在配网中采用小容量的有载调压器，已成为唯一经济合理的调压方法。因配网中的客户，其功率因数往往比较大，所以他们的电压损耗主要是有功功率，而不是无功功率所决定的。一般有以下几种情况：

①有载调压器分别装在变电所内，这种费用高，但是比较灵活，一般用在调压要求比较高，各变电所负荷曲线相差很大的配网中。

②有载调压器只装在一个局域网的变电所内，这种费用低，但只是用于客户负荷比较相似的中等电网中。

③一些地区，由于线路长、负荷多，在各种运行方式下，难以满足各个负荷点对电压的要求。当一部分负荷的要求得到满足时，另一部分负荷的电压偏移已超过允许程度。在这种情况下，若在功率分点处设一台辅助调压变压器，把电力网隔成电压互补影响的两部分。在这两部分中，可以各自进行调压，以满足各负荷点对电压的要求。

（4）采用同期调相机、电容器和静止补偿器等无功补偿设备进行调压时，由于无功补偿设备本身的投资和损耗，将增加电网的建设费用和运行费用。因此要经过经济技术比较来决定是否利用无功补偿设备进行调压。由于静止补偿器有很多优点，在选用无功补偿设备时，特别是有集中冲击负荷，并产生电压波动时，应优先考虑采用静止补偿器。

（5）当线路电压损耗过大，必须采取调压措施时，是否采用并联电容补偿器，则要经过经济技术比较才能确定，特别是要和并联电容器比较。根据以往经验，在比较时，要注意以下两种情况。

①在考虑投资大小的情况下，串联补偿和并联补偿所需电容量之比，为线路中的无功功率损耗和线路所输送无功功率之比。在一般情况下，线路所输送的无功功率总要比线路中的无功功率损耗大。所以，在调压效果相同时，一般来说用串联补偿所需电容量，要比并联补偿所需电容量小得多。

②按降低线路功率损耗和电压损耗的要求，并联补偿比串联补偿更为有效。

所以，调压设备的选择，不仅与电网对电压的要求、电网的规模、结线方式等有关，而且还应与系统的功率平衡、电能损耗等方面相配合。因此，在选择调压方案和调压设备时，应通过经济技术比较，从整个电力系统的情况出发，全面加以考虑。但是频率调整与电压调整的相互影响在正常参数附近运行时是不大的。

5. 无功补偿装置工作原理

当逆变器的输出电压与系统电压同相位时,即控制参量Pf为零而Qf不为零时,静止同步补偿器只与系统进行无功交换,而没有有功交换。 

当系统与补偿器之间没有有功交换时,在理想情况下,逆变器的直流电容电压保持不变。当补偿器只与系统进行无功交换时,逆变器的输出电压幅值大于系统电压幅值时,补偿器向系统注入无功;逆变器的输出电压幅值小于系统电压幅值时,补偿器从系统吸收无功。

当逆变器的输出电压与系统电压相位不同时,即控制参量Pf不为零,此时补偿器将与系统之间进行有功交换,逆变器的直流电容电压将发生变化,需对逆变器的直流电容电压进行控制。

当补偿器与系统进行有功交换时,逆变器的输出电压的相位超前于系统电压相位时,补偿器向系统注入有功;逆变器的输出电压相位滞后系统电压相位时,补偿器从系统吸收有功。

6. 无功补偿装置的作用

无功补偿，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。

所以无功功率补偿装置，在电力供电系统中处在一个，不可缺少的非常重要的位置。

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，电压波动，谐波增大等诸多因素。

7. 无功补偿装置组成

1、SVG静止无功发生器：采用电能变换技术实现无功补偿，该装置产生的无功和滤除谐波是靠其内部电子开关频繁动作来产生无功电流和与谐波电流相反的电流。

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