電力系統(tǒng)中非正弦功率的定義、測(cè)量與補(bǔ)償

1.固定補(bǔ)償

(1)串聯(lián)補(bǔ)償。串聯(lián)補(bǔ)償主要用于輸電、配電線路，將電容器與線路串聯(lián)，已改變線路參數(shù)、減少線路的電壓損失、提高線路末端的電壓水平、減少網(wǎng)絡(luò)的功率損耗和提高輸送能力。

(2)并聯(lián)補(bǔ)償。電力系統(tǒng)中的感性負(fù)載總電流滯后電壓一個(gè)角度，若將電容器與負(fù)載并聯(lián)，就能抵消一部分電感電流，從而降低了總電流，這就是并聯(lián)補(bǔ)償?shù)脑怼＝档陀秒娫O(shè)備所需無功功率，提高功率因數(shù)，稱為提高自然功率因數(shù)，其主要方法有:合理選擇電機(jī)容量，控制電動(dòng)機(jī)和電焊機(jī)的空載運(yùn)行等。

2.自動(dòng)補(bǔ)償

自動(dòng)補(bǔ)償是將并聯(lián)電容器的固定補(bǔ)償方式采用自動(dòng)控制，以調(diào)整和適應(yīng)無功需求的實(shí)時(shí)變化。自動(dòng)補(bǔ)償能克服固定補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)，優(yōu)化無功補(bǔ)償?shù)男Ч?，提高無功補(bǔ)償?shù)哪芰?，?shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)钠交{(diào)節(jié)，但自動(dòng)補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，設(shè)備造價(jià)也相對(duì)較高。

無功功率補(bǔ)償?shù)姆椒ò瞬⒙?lián)電容器補(bǔ)償、同步電機(jī)補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償?shù)取Ｓ捎诓⒙?lián)電容器具有功率損耗小、安裝、運(yùn)行、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，目前得到了普遍的應(yīng)用。但固定并聯(lián)補(bǔ)償存在補(bǔ)償功率不能平滑調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)，同時(shí)由于電容器輸出無功功率與電壓平方成正比，當(dāng)系統(tǒng)電壓偏低時(shí)，需要更多的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償以提高系統(tǒng)電壓，電容器卻因電壓低而降低了出力。反之，系統(tǒng)不需無功補(bǔ)償時(shí)，由于電容器的接入，將使負(fù)載端電壓過分升高，影響補(bǔ)償效果，這也是電容器補(bǔ)償?shù)囊粋€(gè)缺點(diǎn)。

此外，有些電力電子設(shè)備如整流器、變頻器、開關(guān)電源等;可飽和設(shè)備如變壓器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等;電弧設(shè)備及電光源設(shè)備如電弧爐、日光燈等，這些設(shè)備均是主要的諧波源，運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生大量的諧波。諧波對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器等所有連接于電網(wǎng)的電器設(shè)備都有大小不等的危害，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生諧波附加損耗，使得設(shè)備過載過熱以及諧波過電壓加速設(shè)備的絕緣老化等。

并聯(lián)到線路上進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)碾娙萜鲗?duì)諧波會(huì)有放大作用，使得系統(tǒng)電壓及電流的畸變更加嚴(yán)重。另外，諧波電流疊加在電容器的基波電流上，會(huì)使電容器的電流有效值增加，造成溫度升高，減少電容器的使用壽命。

諧波電流使變壓器的銅損耗增加，引起局部過熱、振動(dòng)、噪音增大、繞組附加發(fā)熱等。

諧波污染也會(huì)增加電纜等輸電線路的損耗。而且諧波污染對(duì)通訊質(zhì)量有影響。當(dāng)電流諧波分量較高時(shí)，可能會(huì)引起繼電保護(hù)的過電壓保護(hù)、過電流保護(hù)的誤動(dòng)作。

因此，如果系統(tǒng)量測(cè)出諧波含量過高時(shí)，除了電容器端需要串聯(lián)適宜的調(diào)諧(detuned)電抗外，并需針對(duì)負(fù)載特性專案研討加裝諧波改善裝置。