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电抗器事业部研发二部

SVG技术及市场前景分析

一、无功补偿的发展与背景

随着现代工业和电力电子的迅速发展，大量具有运行功率因数

低、非线性、非对称性和冲击性等特点的工业用电设备和民用设备接

入配电网中。由此造成为了电网系统电压波动，电压三相不平衡，影响

了其他用电设备的正常运转和用电的经济性，使得电能质量问题日益

严重。

在电力系统中，由于电感和电容的存在，系统中不仅存在着有功

功率，而且还存在着无功功率。无功功率是在电源和储能元件之间来

回交换的变动功率，无功功率并非无用功率，而是电能传输和转换

过程中建立电磁场和提供电网稳定不可缺少的功率之一。电力系统网

络元件的阻抗主要是感性的。而越来越多的大型工业设备对于电网来

说也呈现出感性的负载特性。因此负载消耗的无功功率会导致送电端

和受电端的电压有一定的差值。这个电压降落将会使电网的视在功率

增大，对整个电网系统造成如下的负面影响：

（1）电网总电流增加，从而使变压器、电器设备、导线等容量

增大，于是使初期投资费用增大。在传送同样有功功率的情况下，总

电流的增大，使设备和路线的损耗增加。

（2）电网的无功容量不足，会造成受电端的供电电压过低，影

响正常工业和生活用电；反之，如果无功容量过剩，会造成受电端供

电电压过高，如果供电电压长期高于额定电压的话，会缩短用电设备

的使用寿命。

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（3）降低了电网的功率因数，造成大量的电能损耗。理想电网

的功率因数为1，所有的功率都做了实用功，当功率因数由1下降到

0.7时，电能中的一半都做了无用功。

（4）对于电力系统的发电设备来说，无功电流的增大，对发电

机转子的去磁效应增加，电压降低，如过度增加励磁电流，则使转子

绕组超过允许温升。为了保证转子绕组的正常运行，不允许发机电达

到预定的出力。此外原动机的效率是按照有功功率来衡量的，当发电

机发出的视在功率一定时，无功功率的增加，会导致原动机效率的相

对降低。

同一等级电压的电网中，电压高低直接反映本级电网中的无功平

衡，是电能质量的重要考核指标。为使负载在额定电压下正常运转，

这个差值越小越好。合理的方法就是在需要消耗无功功率的地方产生

无功功率，这就是无功补偿。这样从整个系统外边来看它们合起来消

耗的无功功率为零。无功补偿对于供电系统和负载运行都是十分重要

的。无功补偿的主要作用和意义有：

（1）提高供用电系统及负载的功率因数，低压就地无功补偿后，

功率因数可提高到0.9以上，对负荷稳定的功率因数可接近0.95以

上。从而可以降低设备容量，减少功率损耗。

（2）稳定受电端及电网电压，提高供电质量，改善输电系统稳

定性，提高输电能力。在电路中的电能损失与路线中传输的有功功率、

无功功率以及路线本身的电阻和电抗成正比，补偿以后对于路线来说

无功功率减小了，于是电压跌落就减小了，电能质量就提高了。

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（3）在电气化铁道等三相不平衡的场合，采用分相补偿的方法，

通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及负载。

2、无功补偿发展现状

在配电网中的无功补偿设备从最早的电容器开始，历经了电容

器、同步调相机、静止无功补偿器（StaticVarCompensator，SVC），

直到静止无功发生器（SVG）几个不同阶段，如图1.1所示：

电容器补偿

早期无功补同步调相机

偿装置（SC）

机械投切电容

（MSC）