Question

风电场为什么要装无功补偿装置?在什么位置装?原理是什么?

无功为什么不能通过整流装置，而交流电能通过？

Answer 1

一、为什么要装无功补偿装置：

1、在一定的有功功率下，当用电企业 cosΦ越小，其视在功率也越大，为满足用电的需要，供电线路和变压器的容量也越大，这样，不仅增加供电投资，降低设备利用率，也将增加线路网损。

2、负载的功率因数低，对电力系统不利。

3、 全国供用电规则规定：在电网高峰负荷时，用户的功率因数应达到的标准：高压用电的工业用户和高压用电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为 0.9 以上；其它 100KVA 及以上电力用户和大中型电力排灌站，功率因数为 0.85 以上；农业用电功率因数为 0.80 以上。凡功率因数达不到上述规定的用户，供电部门会在其用户使用电费的基础上按一定比例对其进行罚款（力率电费），要提高企业的用电功率因数，必须进行无功补偿，并做到随其负荷和电压的变动及时投入或切除，防止无功电力倒送。

二、安装在什么位置：

不多说，直接上图，风电下面的小房子就是箱式变电站。里面有变压器和无功补偿装置。

 

三、无功补偿原理

电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率.电流在电感元件中作功时,电流滞后于电压90°.而电流在电容元件中作功时,电流超前电压90°.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180°.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小达到补偿的目的。

Answer 2

这是电网对风电场的要求，因为一般发电机在输出有功功率时，都能同时输出无功功率，从而来补充电网中对于无功功率的需求，但是风力发电机没有这个能力，所以电网要求设置一些无功补偿装置，一般装在风电场输出电压的配电装置上。实际就是电容器组，来吸收电网的感性无功，改善供电的功率因数。

追问

风电机组不能发无功吗？是因为变频器整流功能吗？电网所需的感性无功，就算可以通过电容器组抵消无功电流，使电流矢量与电压矢量夹角缩小，电网功率因数提高。但电网需要的无功反而因为抵消而没了？

追答

1 当电力经过整流到直流后，即便再逆变为交流，但是无功是无法通过直流传送的，所以风电机组无法输出无功；
2 所谓电网需要的无功，大部分都是需要感性无功，而装设电容器就是发出容性无功，抵消了感性无功，从电网方面来看，就是得到了需要的感性无功。

追问

电容抵消了感性无功，为什么说电网得到了需要的感性无功？

追答

电网需要的感性无功，是因为电网的负荷大部分都是电动机这样的电感性负荷，从而使得电流滞后于电压一个功率角。这个电流由有功与感性无功电流两部分组成，所以在导体中的损耗就比仅流过有功电流要大。为了减少导线的损耗，就需要为电网补充一个电流，此电流应当相位与感性电流相差180°，当两个电流矢量相加的时候，互相抵消，电网中的无功电流就减少了。从电网的生产和消耗来讲，电网的负荷侧需要很多感性无功才能让电动机等设备运行，则电网的发电侧就需要发出感性无功去满足它，让电网中的感性无功得到供需平衡。所以，电容正好满足了这个功能要求，从电网负荷侧看，负荷所需要的感性无功被满足了，所以人们将接在电网上的容性设备成为向电网提供了感性无功。这段话你可能感到很拗，当年学习电工理论的时候我也感到很拗，但是在实践中工作多了，慢慢体会到就是这么一个理儿。要怪就怪中国话太丰富，外国人哪有什么感性和容性，就是电流超前或者滞后就是了。

追问

并联在电网上的电容器组为什么能向电网发无功？

追答

不存在发出无功的实际物理意义，只是人们形象地这样描述。只是因为交流电通过电容器后，电流将超前于电压90°，与电感电流的方向正好相反，互相抵消了，所以人们形象地说：电容器向电网发出了容性无功，

Answer 3

同意楼上，一般都是增加电容器 组，吸收感性负载产生的无功功率，改善供电质量，提高功率因数