[科普中国]-无功补偿装置

改善电能质量措施涉及面很广，主要包括无功补偿、抑制谐波、降低电压波动和闪变以及解决三相不平衡等方面。

发展历程用于无功补偿和谐波治理的装置如：无源电力滤波器，该设备兼有无功补偿和调压功能，一般要根据谐波源的参数和安装点的电气特性以及用户要求专门设计；静止无功补偿装置（SVC）装置是一种综合治理电压波动和闪变、谐波以及电压不平衡的重要设备。有源电力滤波器（APF），APF是一种新型的动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置，它能对频率和幅值都发生变化的谐波和无功电流进行补偿，主要应用于低压配电系统1。

其中无功补偿技术的发展经历了从同步调相机→开关投切固定电容→静止无功补偿器（SVC）→引人注目的静止无功发生器SVG（STATCOM）的几个不同阶段1。

根据结构原理的不同，SVC技术又分为：自饱和电抗器型（SSR）、晶闸管相控电抗器型（TCR）、晶闸管投切电容器型（TSC）、高阻抗变压器型（TCT）和励磁控制的电抗器型（AR）1。

随着电力电子技术，特别是大功率可关断器件技术的发展和日益完善，国内外还在研制、开发一种更为先进的静止无功补偿装置静止无功功率发生装置（SVG），虽然它们尚处在开发及试运行阶段，尚未形成商品化，但SVG凭借着其优越的性能特点，在电力系统中的应用将越来越广泛1。

特点各种无功设备各自特点如下：

1）同步调相机：响应速度慢，噪音大，损耗大，技术陈旧，属淘汰技术1；

2）开关投切固定电容：慢响应补偿方式，连续可控能力差；

3）静止无功补偿器（SVC）：相对先进实用技术，在输配电电力系统中得到了广泛应用1；

4）静止无功发生器SVG（STATCOM）：虽然有技术上局限性，属少数示范工程阶段，但SVG是一种更为先进的新型静止型无功补偿装置，是灵活柔性交流输电系统（FACTS）技术和定制电力（CP）技术的重要组成部分，现代无功功率补偿装置的发展方向1。

考虑因素1、谐波含量及分布

配电系统可能产生的电流谐波次数与幅值及电压谐波总畸变率，根据谐波含量确认补偿方案。1

2、负荷类型

配电系统现行负荷和非线性负荷占总负荷比例，根据比例确定补偿方案。

3、无功需求

配电系统中如果感性负荷比例大则无功需求大，补偿容量应增大。1

4、负荷变化情况

配电系统中若静态负荷多，则采用静态补偿，若频繁变化负荷多则采用动态跟踪补偿较合适。

5、三相平衡性

配电系统中若三相负荷平衡则采用三相共补，若三相负荷不平衡则采用分相补偿或混合补偿。1

高压滤波补偿装置简介高压滤波补偿装置主要作为变电站110KV母线无功补偿兼滤波之用，装置的设计根据系统和谐趣波源特点，利用专用程序进行滤波器优化设计，使无功补偿和滤波效果最佳。该装置安全可靠，配置合理投资较少2。

应用领域可广泛用于电力、冶金、化工、煤矿、轻工、建材等行业中具有相对稳定负荷的功率因数补偿和谐波抑制2。

主要技术指标1.电压等级：6~110KV；2

2.滤波效果满足国标GB/T14549-93的要求；

3.补偿后功率因数提高到0.92以上；2

4.额定容量和外形尺寸：均根据用户要求；

技术特点1.滤波电容选用全膜或膜纸复合绝缘介质，损耗小、可靠性高；滤波电抗值采用空芯筒式结构，电抗值±7%连续可调；滤波电阻器采用无感编织式电阻器。2

2.为了达到最佳滤波效果，根据实测提供的短路容量、电压等级和谐波含量，经过CHP谐波分析程序住址计算，提出最佳补偿方案。2

3.滤波装置可配BS系列滤波器自动投切控制器。

1）可按照负荷的无功电流、谐波电流进行调节；2

2）可实现快速跟踪；

3）实时显示系统的功率因数；

4）母线电压及保护动作信号；2

5）具有通讯功能；

6）具有手动、自动切换功能；

4.滤波装置配FB系列滤波器微机保护，具有较全面的保护功能，并可自动识别故障类型并与控制器相协调。

1）滤波器组过电流保护；2

2）滤波器组电流速断保护；

3）三相电流不平衡保护；

4）过电压保护；

5）欠电压保护。2

发展趋势近年来，国内无功补偿市场发展极其迅猛，产品的质量和数量都有了大幅度的提升，相当一部分优势企业已经开始问鼎国际市场并取得了不俗的业绩。根据国家统计局统计，2011年中国无功补偿装置制造行业实现工业总产值335.61亿元，同比增长11.99%；实现产品销售收入330.20亿元，同比增长9.99%；实现利润总额19.07亿元，同比增长7.64%3。

从进出口状况来看 ，2010年，行业进出口总额为40.13亿美元，较上年增长26.75%。其中进口额21.53亿美元，出口额18.60亿美元，实现贸易逆差2.93亿美元3。

从国际市场来看，国际SVC市场基本被瑞士ABB、德国SIEMENS、法国ALSTOM、日本TOSHIBA、意大利ANSALDO等6-7家国际公司占有。其中，ABB、西门子、ALSTOM专做用于电网的大容量SVC，在电力系统超大功率SVC技术上居领先优势，占领了90%以上国内电力系统市场份额。国内公司的主要竞争对手主要是中国电力科学研究院电力电子公司、西整公司，两家公司占据了国内80%多的市场份额。但由于国外SVC产品造价昂贵，极大地限制了SVC在国内电力系统的推广应用，导致该领域市场潜力巨大但却处于需求抑制的状况，以荣信、电科院电力电子公司、西整公司为代表的国内企业正在积极开拓该部分市场3。

从应用市场来看，无功补偿装置行业在国内外飞速发展，已经渗透到电能的产生、输送、分配和应用的各个环节，广泛应用到工业系统、电力系统、交通系统、通信系统、计算机系统、新能源系统和日常生活中，是使用电能的其他所有产业的基础技术。同时在国家对先进制造业的大力支持下促进了无功补偿装置行业的发展，在全社会提倡节能减排和安全生产宏观背景下，产品市场需求仍将保持增长，市场空间逐步扩大，给经营与发展带来良好的机遇与广阔的空间3。

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学