无功补偿——场景

正常情况用电：从电网里获得有功和无功的这两种功率，然后在电网供到用户的中间有一个端口，这个端口有个考核——考核功率因素这个指标。指标跟无功是有关，从电网里获得的功率越大大，电网考核获得的无功就越大，导致的功率因素就会低，电费里会出现惩罚性收费，所以需要提高功率因素。

解决方法 

方法：第三方设备为用电设备提供无功功率，负载就可以不从电网里获得大部分的无功。

第三方无功功率设备

目前在400v的低压中，目前无功补偿常见的有两类：

一是电容器为基础的无功补偿柜，二是区别于电容器的静止无功发生器做无功补偿，方法和基本原理是不一样的。

电容器为基础的无功补偿设备

以电容器为基础的，为负载提供无功的设备。

先引入一个基础的概念：无功补偿柜输出的步长。每一台无功补偿柜都由无数个补偿支路构成，特点是每投一个支路就会增加一个容量，（假设有6个支路，每个支路50kVar，每增加一个50kVar就会增加一个50的容量，50kVar这就是步长）步长会影响到整柜无功补偿输出的精度。

比较上面的支路数和步长，步长会影响支路；步长和支路数中寻找一个优的方案。小容量会导致支路增加，大的容量会导致步长增长；然而步长会影响到整柜无功补偿输出的精度，空间所能安装的支路数又是有限的，解决这一矛盾，就有了方案3、4这两种大容量和小容量的步长结合。从输出步长上来看，方案四是最小的，它的步长是25kVar，支路数控制的也相对较小，补偿效果更佳。

小结  

步长会影响到整柜无功补偿输出的精度；而支路数与补偿柜的空间相关，支路数越多，空间就越紧张；不管怎么设计方案，一定脱离不了无功补偿支路的数量，和每一个补偿支路的容量的设计，所以——步长小的同时尽量减少支路数量。

一、电容器的选择

核心部件——电容器的选择。不同的电容器、它的单支电容器的容量是不同的。实际中也经常碰到，比如无功补偿支路的容量设计是50kVar，圆柱形的一般单支容量做不到50kVar，所以要选择两只电容器来并接，所以如果单一无功补偿的支路容量较大，可以用多支电容器并接使用。（此时电抗器不需要多支。）

电容器的选择同时还要关注无功补偿柜应用的环境。用户要买无功补偿时，首先要想到它使用的场合，背景谐波的含量是否严重，这涉及到与电容器相匹配的电抗器参数的选择，同时电抗器参数的选择又会影响电容器电压的选择，电容器电压的参数的选择又要校验整个无功补偿柜输出容量的值，这些是相互联系、缺一不可的。

二、电抗器的选择

选择电容器在应用时，在无功补偿方案，一定要考虑涌流的限制方案。无功补偿支路串上的电抗器，是有两个作用的，一是抑制谐波，二是抑制涌流。如果现场对于这两个应用都不需要的情况，可以不需要电抗。大部分这种情况下是通过投切开关来解决涌流的问题。

如需要电抗的情况：电抗具有抑制涌流、抑制谐波的作用。

如果只考虑涌流的情况，用小的电抗就可以，一般建议选择不大于1％的电抗率；如果背景谐波较严重，根据谐波次数的主要情况选择：如果5次以上建议7％的电抗，如果3次及以上建议选择电抗率14％以上的电抗。

小结  

常规用户只要考虑这方面，因为不同的厂家提供的方案是不一样的，抑制三次、五次、七次及以上谐波通常选用14%电抗率，抑制五次、七次以上谐波通常选用7%电抗率。

电抗器的选择除了电抗率还有其他的参数：比如材质、噪音……

三、投切开关的选择

投切开关里包含三类：电容器投切接触器、晶闸管开关、复合开关。

不同的投切开关响应速度是不一样的。可控硅开关投切速度最快，接触器的响应速度最慢的。还会影响电容器的涌流，以可控硅为基础的投切开关限制涌流是最小的，在3％以内，接触器是20％以内。

不同投切开关会导致造价成本的差异。从价格最优角度上来讲接触器是最优的，可控硅是最贵，从效果上接触器是最差的，如果是要对涌流的一直效果，接触器是最差的，如果现场负载变化非常大，对无功的需求变化也很大，需要无功补偿需求能够跟得上无功补偿的变化，这时可控硅是最优的。

小结  

一般接触器是最便宜，可控硅最贵；但又希望开关快速投切，所以一定要考虑现场负载情况和应用场景。

四、晶闸管开关投切的电容器

TSC——晶闸管开关投切的电容器：基本的原理，用电容去做负载需要的无功，选择合适的投切开关去构建无功补偿支路。

五、控制器

电容、电抗、投切开关，熔断器——支路的保护元件的选择。对于无功补偿整柜来说，控制器的选择也很重要。作为无功补偿的核心件，如果控制器选择不合理，也会导致无功补偿系统系统输出特性不好。

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