干货| 简谈无功补偿基本知识与产品选择

文章来源：深圳市盛弘电气股份有限公司

在我们的日常生活中，电力是不可或缺的一部分。随着生活水平的不断提高，我们的用电需求也越来越大。在电力系统中，电力用户需要电力系统供给大量无功功率。无功功率会致使电网功率因数下降，增大电能损耗。因此，在电力用户中，提高功率因数，减少无功电力消耗，对节能降耗具有十分重要的意义。

一、什么是无功补偿

无功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。

了解无功补偿，首先要了解几个概念，“有功功率”与“无功功率”与“功率因数”

1.有功功率

直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率

2.无功功率

无功功率，许多用电设备均是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。而为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率。无功不做任何功，但会占用输变电设备的容量，降低设备利用率。

简而言之，有功功率，就是设备消耗了的，转化为其他能量的功率。无功功率，是维持设备运转，但是并不消耗的能量。无功功率存在于电网与设备之间，是电网和设备不可缺少的能量部分。

3.功率因数

功率因数：是用来衡量用电设备（如：电网的变压器、传输线路等）的用电效率的数据。功率因数＝有功功率/视在功率。

cosφ=P/[(P2+Q2)^(1/2)]，当Q越接近于0时，功率因数越大。

功率因数是反映电能中无功电能和有功电能比例关系的指标。这个指标数值越接近1，意味着电网系统中流动的无功功率越趋近于0，可以降低系统无功功率引起的电能损耗，同时用户侧也能避免因功率因素过低而招致供电局的无功罚款。

二、无功补偿意义

在现有的企业用电大环境下，提升功率因数，减少无功消耗，会给电网及用电企业带来诸多效益。

对于电网，提高功率因数：

1、提高输变电设备的利用率；

2、降低电压损失，提高末端电压水平；

3、降低线路损耗。

4、降低能源浪费

对于用电企业，提高功率因数：

1、减少基本电费；

2、避免罚款，甚至获得奖励；

3、减少因无功带来的设备损失和维修；

4、增加设备容量利用率，节约设备投资成本

不仅如此，功率因数是否达标直接决定了企业当月电费账单。如果功率因数不达标，则供电局会进行罚款；功率因数超过考核指标，供电局会对电费有对应的奖励。

我国电力系统关于用户侧无功功率因数要求政策如下：

能源电［1988］18号 ，电力系统电压和无功电力管理条例：

高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户功率因数为0.90及以上，其他100kVA(kW)及以上电力用户和大、中型电力排灌站功率因数为0.85及以上，农业用电功率因数为0.80及以上。凡功率因数未达到上述规定的新用户，供电局可拒绝接电或加收力率调整费。

三、无功补偿方案选择

1.无功补偿产品分类

随着负载的多样化和复杂化，主流无功补偿的技术也得到了不断的发展。我们可以看到，静止无功补偿器从70年代至今，已经经历的三代的技术革新

2.无功补偿产品对比

目前，市场上常见的无功补偿装置主要有三类：接触器投切电容器、TSC和SVG。下面我们来详细的看一下这几款产品。

1. 接触器投切电容器

图1是接触器投切电容器的单相基本结构，其中的接触器起将电容器并入电网或从电网断开的作用，而串联的电抗器是用来降低电容器受系统谐波的影响。在工程实践中，采用专用切换电容器接触器，这种专用接触器一般都附加有抑制浪涌电流的装置，可以有效地减少合闸时产生的浪涌电流对电容器的冲击，降低操作时产生的过电压。

2. TSC—晶闸管型投切电容器

图2是晶闸管投切电容器的单相基本结构，其中的两个反并联晶闸管只是起将电容器并入电网或从电网断开的作用，而串联的小电感只是用来抑制电容器投入电网时可能造成的冲击电流的。在工程实践中，一般将电容器分成几组，每组都可由晶闸管投切。这样就可以根据电网的无功需求投切这些电容器。

TSC实际上就是断续可调的吸收容性无功功率的动态无功补偿器。

3. SVG—静止无功发生器

SVG内部为电压源型桥式电路，通过控制加在电抗器上的电压，就可以控制SVG从电网吸收的电流的相位和幅值，实现动态无功补偿的目的。

简单的说，SVG就是将三相全控桥式电路通过电抗器并联在电网上。

4.三代无功补偿产品对比

3.无功补偿方案选择

我们的用电环境中，有不同的补偿需求。因此，根据不同的用电场景，我们可以选择不同的无功补偿产品。

1.接触器型无功补偿装置

接触器无功补偿装置属于较为传统的无功补偿技术，具有经济性的优势。

主要适应于无功特性温和，客户预算有限、对无功补偿装置本身性能要求一般得场合。如普通居民区等场景。

2.TSC晶闸管型投切电容器

晶闸管型无功补偿装置为静态无触点投切装置，响应速度较接触器型更快，属于电容器投切原理型补偿装置。但不具备容性无功补偿能力。

适用于有一定无功波动的应用场合，如一般现代建筑和工业领域。

3.SVG静止无功发生器

SVG采用元器件式产品设计理念，可补偿容感性负载，达到0.99级补偿效果，可以有效避免过补和欠补的情况。且响应时间非常快，适合快速变化的场合，与固定电容器组合可构成任意范围的连续补偿。

适用于大型工厂等对无功补偿精度与速度要求较高的场景。

盛弘静止无功发生器Sinexcel SVG 介绍

Sinexcel SVG采用的全控器件是IGBT，能够实现无级补偿，且能够实现动态的实时补偿效果。由于IGBT开关频率很高，防止了谐波的产生。SVG各相均独立控制，可以分相补偿无功，并且具有补偿三相不平衡负载的功能。Sinexcel SVG减小了设备的体积，更易于客户的使用。

从图4可以看出，Sinexcel SVG在开机瞬间，即做到对系统无功快速响应，并且可以根据系统无功电流的变化，动态实时进行补偿。

从图5可以看出，Sinexcel SVG发出与系统无功电流大小相等相位相反的补偿电流，可将系统无功电流全部抵消。

在总结了这几款市场上主流的无功补偿产品后，相信大家对无功补偿都有了一定的认识，如果有任何关于无功补偿方面的问题，都可以在后台留言，我们将会一一为您解答。