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《电力系统自动化》课程设计 报 告 书 题 目 名 称： 无功补偿设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 2013级2班 学 号： 姓 名： 指 导 教 师： 2016年12月 课程设计报告书 设 计 目 的 文将对供配电系统中无功功率产生机理及其对电力系统产生的影响及造成的危害进行分析，同时，分析、研究无功补偿装置的原理，电容的无功补偿，得到一套较为完善的补偿方案，并用本方案对某一需要无功补偿的配电网进行无功补偿。 电网无功补偿设备有调相机、并联电容器、串联电容器、静止补偿器、交流滤波器等。其中并联电容补偿装置因具有投资少、损耗低、噪音小及施工运行维护简单等优点,而被电网大量而普遍的使用。 并联电容补偿装置设计是一个综合性的技术,除考虑电容器本体外,还涉及到与许多设备的配合,如开关、电抗器、熔断器、避雷器、放电装置、继电保护、自动投切装置、仪表、通风设备等;在电气性能方面除考虑其合闸涌流和分闸过电压外,还应考虑系统的无功电压、线损、谐振等一系列的问题 设 计 内 容 一、无功补偿意义 二、无功补偿装置 无功补偿装置 变电站中传统的无功补偿装置主要是调相机和静电电容器。随着电力电子技术的发展及其在电力系统中的应用，交流无触点开关SCR、GTR、GTO等相继出现，将其作为投切开关无功补偿都可以在一个周波内完成，而且可以进行单相调节。如今所指的静止无功补偿装置一般专指使用晶闸管投切的无功补偿设备，主要有以下三大类型: （1）具有饱和电抗器的静止无功补偿装置； （2）晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器，这两种装置统称为SVC （3）采用自换相变流技术的静止无功补偿装置——高级静止无功发生器 2.2无功补偿装置的作用： 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。 无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机的转子磁场就是靠从电源取得无用功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。 在电力系统中，由于无功功率不足，会使系统电压及功率因素降低，从而损坏用电设备，严重时会造成电压崩溃，使系统瓦解，造成大面积停电。另外，功率因素和电压的降低，还会使电气设备得不到充分利用，造成电能损耗增加，效率降低，限制了线路的送电能力，影响电网的安全运行及用户的正常用电。 无功补偿设备的作用： （1）改善功率因数； （2）改善电压调节； （3）调节负载的平衡性。 三、投切开关的选取 对于无功功率补偿装置来说，选择何种电容器投切执行机构，对整套装置的安全运行是至关重要的。 目前用于电容器投切的执行元件主要有： (1)电容器专用接触器，此类产品是在普通接触器的基础上增加限流电阻或限流线圈的方案来限制合闸涌流。安装接线方便，运行费用低且价格低廉。但会产生投切涌流和关断时的过电压，仅适用于负载无功功率变化不大且不频繁操作、系统工作较平稳的场合。 (2)晶闸管电子开关，此类产品具有电压过零投入、电流过零切除、反应速度快等特性，可实现电容器的投入无涌流、切除无过压、投切无电弧的快速动态补偿功能，该装置特别适用于电容器需要频繁投切的无功补偿场合。但晶闸管也存在损耗大、散热差等不足，影响了无功补偿装置的可靠性，且成本相对过高。 (3)复合开关，复合开关的工作原理是将晶闸管和交流接触器并接，电容器投切瞬间，晶闸管工作，正常接通期间接触器可靠闭合，既有可控硅开关过零投切的优点，又有接触器无功耗的优点。投电容器时，保证电压过零合闸；切电容时，保证电流为零关断，在保证快速投切情况下，避免了涌流、谐波注入及触点烧损现象。而在正常工作时，利用接触器导通容量大、压降小、功耗小、工作可靠等优点，不会带来高温升、高能耗问题。复合开关适宜频繁操作，整机使用寿命长，价格也相对适中。 要保证投切开关长期、可靠的运行，选用时必须注意以下几点： (1)投切开关的额定电流必须与投切的电容的额定电流匹配。 (2)投切开关的接线端