Ⅰ、异步电动机及变压器的空载无功功率补偿(也称'随机补偿'、'随器补偿')
1、补偿原理
1)电动机空载无功功率补偿就是当单台电动机在7.5kW及以上时，以电动机的空载无功功率为基数，乘以适当补偿系数进行电容量的配置，实行就地补偿。这种补偿方式是将电容器安装在电动机旁，电容器与电动机直接采用一套控制和保护装置或接在控制断路器或磁力启动器的下桩头和电动机一起投切。
2)变压器为完成电能的变压和传输，必须从电网中吸收无功功率用来建立主磁通，这是必不可少的。输配电网络中成千上万台配变消耗着大量无功功率。变压器空载无功功率补偿就是随变压器配置一定数量的电容器，用电容器发出的无功功率来供给变压器完成主磁通的建立，而不从电网吸收无功功率来建立主磁通。
2、补偿容量的确定
1)利用电动机空载电流计算补偿容量
①按下式计算补偿电容器容量Qc
式中: K -为补偿系数,一般取K =0.9， Ue -为额定电压(kV)
②实测空载电流 ,代入⑴式中得Qc
2)变压器随器补偿容量确定的原则:补偿容量不超过配变空载无功功率即空载运行时不发生倒送。过补偿会造成变压器空载时无功功率倒送和产生电磁谐振，尤其在电源缺相运行时，可能发生铁磁谐振过电压，造成烧毁设备事故。
Ⅰ0%-变压器空载电流百分值
Se -配变容量(kV)
K-补偿系数，一般取0.90
3、TBBX型无功就地补偿装置
Ⅱ、10kV(6kV)线路的无功补偿
1、线路补偿的原理
由于用户端随机、随器、随荷补偿的不完全或未进行补偿，线路上仍有大量的无功负荷在传输。采用在10kV(6kV)线路上并联高压电容器实现就近补偿，以降低线路传输电流，降低线路损耗，这就是线路无功补偿。
2、线路补偿容量的确定
线路补偿电容器装置一般安装在室外电线杆上，设有自动投切装置，所以只能进行固定补偿。为此选定的电容器容量必须为线路流动的最小无功负荷，否则会发生无功倒送。所以要进行线路无功补偿就必须实测低谷时期无功负荷，然后确定无功补偿容量。
3、线路电容器安装地点及具体容量
①无功负荷沿线路均匀分布
根据理论计算，从降低线损的角度看，以下补偿容量和安装位置为最佳值:
由表可知:配电线路上电容器的安装组数越多，降损效果越大，但这给运行维护带来不便，相应的增加了工程投资，而且随安装组数增加，对应于增加单位补偿容量所得到的无功线损下降率减少，因此，一般对于均匀分布负荷的配电线路，以安装一组补偿电容器为宜，最多两组就足够了。
②无功负荷沿线路非均匀分布
在一个供电区内，各条线路的负荷往往是不均匀的，不能机械套用以上公式和经验数据，而应具体计算具体确定补偿方案。在此不做详细介绍。
4、采用线路电容器补偿的特点
线路电容器补偿装置结构简单、造价低，容量选择适当，补偿效果也较好，缺点是运行环境恶劣、维护困难。本装置控制箱和投切箱子分体控制，方便操作维护，不会对操作人员造成事故伤害。
5、线路用柱上式高压无功自动补偿装置
柱上式高压无功自动补偿装置(以下简称装置)适用于10千伏或6千伏配电线路中，通过对电容器的自动跟踪投切，实现对线路电压和无功的综合控制，能有效的提高线路的功率因数、降低线路损耗、改善供电线路电压质量。
本装置可根据用户技术要求设定参数，装置自行判断、分析，通过时间、电压、时间电压、功率因数和电压无功五种控制方式，实现高压并联电容组的自动投切。同时本装置还具备完善的保护功能，具有电容器过流速断保护、过流保护、过电压保护、欠电压保护、电容器延时保护、机构故障保护、缺相保护、拒动保护和日动作次数限制等功能，还具有有线和无线通讯功能。
本装置选用电容器投切专用真空接触器作为电容器的投切开关。将接触器、控制电源变压器等放置在不锈钢箱体内，自动控制装置放在小控制箱内，并与高压并联电容器及跌落式熔断器、避雷器等安装在一根线杆上，结构紧凑，安装调试方便。
Ⅲ、变电所10kV(6kV)母线的无功补偿(也称'变电站集中补偿')
一般用户端补偿和线路补偿很难全部补偿掉用户所需无功功率。特别是我国特定的经济状况，许多地区用户补偿和线路补偿由于经济条件所限，补偿装置很少，所以有大量无功功率要由上一级电网经过主变压器流入配电网络。变电所10kV(6kV)母线无功补偿指在变电所10kV(6kV)母线上并联电容器组，用其发出的无功功率满足变电所下级10kV(6kV)配电网络的需要。
2、变电所电容器容量的确定
⑴一般新上变电所电容器补偿容量按主变容量的10-30%配置。
⑵按实际无功负荷进行配置，一般取正常无功负荷偏低一点进行配置。具体确定方法参见以下说明。
①只装设一组电容器
一组电容器容量应按以下原则进行配置:取一QC让下图(b)中阴影部分面积尽可能小，一般阴影部分面积越小补偿效果越佳。
24小时无功负何变化及补偿容量确定图
注:图(a)表示的是连续24小时实际无功负荷的变化情况。图(b)是将24小时无功负荷按从小到大的顺序排列的无功负荷图，便于问题的分析。
②装设多组电容器
一般按最大无功负荷配置电容器总容量，然后分成几组，每组容量为Qc/N，再确定每组由几个电容器并联而成，每组通过一个接触器并网运行。图中所示电容器组数越多，补偿效果越好。QC1、QC2取值应使下图阴影部分面积尽可能小，一般阴影部分面积越小补偿效果越佳。
3、高压无功自动补偿装置简介
TBBV系列电压无功综合自动补偿成套装置(简称无功补偿成套装置)，适用于35~220kV变电站6kV、10kV或35kV的电网中。装置根据母线电压的高低和无功功率的需求状况，通过对变压器有载调压分接头的自动调节和并联电容器组的自动跟踪投切，来实现对变电站电压和无功的综合控制，保证供电电压质量和功率因数达到期望要求，从而达到降低电能损耗，减少电压波动，提高设备利用率的目的。
⑴装置的保护
在设备安全运行上如何及时发现电容器的早期故障，发现故障后尽快的把故障电容切掉，是保证高压无功补偿设备安全运行、避免爆炸事件发生的根本条件而电容器早期故障的发现，用常规的电流保护不容易解决，原因是单只高压电力电容器内部是由多个小单元电容器串联而成，额定电压分配在每个单元电容器上，电容器损坏时，首先是内部一个单元电容发生击穿损坏，这时电流增大很小，用常规的电流保护不会动作。
电容器组综合保护装置设计有故障和事故有两种保护。故障保护能及时发现电容器的早期击穿故障，避免由故障发展到事故状态。事故保护能避免事故扩大向上一级蔓延。故障保护设计有三个保护层面，第一层电压不平衡保护，第二层1段过流保护，第三层2段过流速断保护。电容器内部某个小单元电容发生击穿短路时，电流虽然变化很小但零序电压变化却很明显，每组电容器的零序电压是由并联在每相电容器上的PT构成开口三角检出的，不受任何外界及电源不平衡的影响，只有电容器组三相容量发生不平衡时才会出现，所以这种保护能准确及时的发现电容器的早期故障，尽快的把故障电容器切除掉，避免爆炸事件的发生。1段过流保护和2段过流保护过电流的整定值整定在额定电流的1.25-1.45倍，并与时间定值配合使故障保护更加可靠，保证设备安全运行，使电容器有故障发生时不会发生爆炸着火事故。
⑵产品结构及特点
装置放置在电容室内，把每组的真空接触器、避雷器、隔离开关、放电线圈、电抗器以及电容器集中放置在一个柜子内，每台是独立的一套单元，可以独立的进行投切控制及保护。采用分体式柜体，方便运输和安装;运行更加安全可靠;每组电容器放在一个分体柜内，一旦出现故障，不会对其它部件造成影响;便于维修，可分组检修，不影响其它设备的正常运行。
IV、其它的高压无功补偿装置介绍
1、TBBHW-10/6KV高压集合式无功补偿成套装置
户外型装置主要组成部分:隔离开关带接地，空芯串联电抗器，集合式电容器，过电压保护器及放电计数器，全密封放电线圈，热镀锌支架围栏母线绝缘支柱等。
2、TBBX-10/6KV高压户外框架式无功补偿成套装置
户外型装置主要组成部分:隔离开关带接地，空芯串联电抗器，电力电容器，过电压保护器及放电计数器，全密封放电线圈，熔断器，热镀锌支架围栏母线绝缘支柱等。
3、TBBX-24/35KV高压框架式无功补偿成套装置
户外,户内型装置主要组成部分:隔离开关带接地，空芯/铁芯串联电抗器，电力电容器，过电压保护器及放电计数器，三柱差压全密封放电线圈，熔断器，热镀锌支架围栏母线绝缘支柱，真空断路器，控制保护屏等。
4、TBBKV-10-6-35KV调压型电压无功补偿成套装置
(调压型) 电压无功补偿自动调节装置，该装置突破传统无功补偿理念，改电容器分组投切为一次性固定投入，通过改变电容器端电压达到改变补偿容量的目的，解决了电容器投切中的过电压、涌流等技术问题，改滞后调节为实时调节,主要组成部分，隔离开关带接地，调压变压器(调节开关采用真空有载调节开关)，串联电抗器，电容器，放电线圈，热镀锌支架，控制保护屏等。
5、TSC-10KV/6KV高压动态无功补偿装置
高压TSC动态无功功率补偿装置由光纤触发控制系统、阀控系统、脉冲变压器、电抗器、电容器、保护元件等单元组合而成。控制系统由微机实时检测电能质量、实现智能投入、切除电容器组调节系统功率因数的目的。当控制器检测实时功率因数，自动判断出需投入的电容器组数，控制器对指定的晶闸管阀输出控制信号、使之导通将电容器组投入运行;当负载无功功率低于整定值时，控制器对对应的晶闸管阀停止发送触发信号，晶闸管阀导通截止，电容器组退出运行。以上工作状态完全自动进行，确保投切电容器无冲击、无涌流、无过渡过程。
6、SCV-6/10/24/35KV高压静止型动态滤波无功补偿装置
⑴ZRSVC主要组成部分由:磁控电抗器出线柜，电容电抗放电柜，磁控电抗器，励磁控制箱等组成
⑵MCR型静止无功补偿成套装置由MCR主控制单元、磁控电抗器(MCR)主体、磁控电抗器执行单元、电抗器微机保护、电容器微机保护、电容器组、电抗器以及相关附属设备组成。
⑶磁控电抗器(MCR)是一种全新的无功补偿设备，含有晶闸管和二极管等电子元件及相应的控制系统，属于电力电子智能产品。MCR的渊源来自磁放大器以及传统的饱和电抗器，但是由于他们的响应速度慢、损耗大、噪音大、谐波大等缺点，长期以来没有得到广泛的应用，'磁阀'概念的提出，大大改善了饱和电抗器在损耗、噪音以及谐波等方面的性能，为饱和电抗器性能上的突破奠定了基础，而控制技术与电力电子在饱和电抗器中的创新应用，更是根本上改变了传统饱和电抗器响应速度慢和控制困难的缺点。
7、ZRXLRDG高压限流熔断装置
ZRXLRDG系列高压大容量限流断路保护装置主要用于大中型发电机出口的厂用变压器或发电机励磁变压器的断路保护之用，亦可用于具有大短路电流的6 ~ 35kV线路中作断路保护之用。
本装置采用高压限流熔断器配合氧化锌吸能元件来切除短路电流，真空断路器切除正常和一般过载电流。实际运行中若变压器高压侧发生短路，则高压限流熔断器可以在预期短路电流峰值到来之前快速熔断，同时熔断器产生的弧压将电流迫入氧化锌电阻中快速吸收衰减，使得短路回路快速开断。正常开断和合理的过载开断则由真空断路器完成。装置内根据用户要求可选配高压真空断路器、隔离开关、电流互感器、新型无间隙三相组合式限压器等设备，并可组成用户所需的各种高压开关柜。本装置采用高压限流熔断器和高能氧化锌电阻的组合方案，将断路器的控制与保护作用分离。
在正常运行情况下，真空断路器作为负荷开关使用，完成正常负荷电流下的分合闸操作;在发生突然短路事故情况下，首先由限流熔断器熔断限流并迅速将电弧能量转移到高能氧化锌非线性电阻支路。这样既能将短路电流有效地限制到预期的水平，亦可使得系统电感储能(包括发电机、线路和变压器等)得到有效的吸收，降低限流熔断器的吸能容量，提高组合装置的整体断流水平。新型无间隙三相组合式限压器可以有效吸收运行中系统中包括大气过电压、操作过电压各种谐振过电压在内的各种过电压，其吸收过电压能量、泄放残压和允许通流容量等均大于普通无间隙氧化锌避雷器，并具有相间过电压保护能力。
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