无功功率补偿范文

无功功率补偿篇1

关键词：电网 无功功率补偿 无功电源

许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。

在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：

cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2

在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。

1　影响功率因数的主要因素

(1)大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。

(2)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。

(3)供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。

当供电电压高于额定值的10％时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。

2　无功补偿的一般方法

无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。

(1)低压个别补偿:

低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。

(2)低压集中补偿：

低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。

(3)高压集中补偿：

高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6～10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用；补偿装置根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高了用户的功率因数，避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护，补偿效益高。

3　采取适当措施，设法提高系统自然功率因数

提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。

(1)合理使用电动机；

(2)提高异步电动机的检修质量；

(3)采用同步电动机：同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功功率取决于转子中的励磁电流大小，在欠励状态时，定子绕组向电网"吸取"无功，在过励状态时，定子绕组向电网"送出"无功。因此，对于恒速长期运行的大型机构设备可以采用同步电动机作为动力。

异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行，这就是"异步电动机同步化"。

(4)合理选择配变容量，改善配变的运行方式：对负载率比较低的配变，一般采取"撤、换、并、停"等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。

转贴于 4　无功电源

电力系统的无功电源除了同步电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器，这4种装置又称为无功补偿装置。除电容器外，其余几种既能吸收容性无功又能吸收感性无功。

(1)同步电机：

同步电机中有发电机、电动机及调相机3种。

①同步发电机：

同步发电机是唯一的有功电源，同时又是最基本的无功电源，当其在额定状态下运行时，可以发出无功功率：

Q=S×sinφ=P×tgφ

其中:Q、S、P、φ是相对应的无功功率、视在功率、有功功率和功率因数角。

发电机正常运行时，以滞后功率因数运行为主，向系统提供无功，但必要时，也可以减小励磁电流，使功率因数超前，即所谓的"进相运行"，以吸收系统多余的无功。

②同步调相机:

同步调相机是空载运行的同步电机，它能在欠励或过励的情况下向系统吸收或供出无功，装有自励装置的同步电机能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率，这是其优点。但它的有功损耗大、运行维护复杂、响应速度慢，近来已逐渐退出电网运行。

③并联电容器：

并联电容器补偿是目前使用最广泛的一种无功电源，由于通过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上的电压，相反于电感中的滞后，由此可视为向电网"发?quot;无功功率：

Q=U2/Xc

其中：Q、U、Xc分别为无功功率、电压、电容器容抗。

并联电容器本身功耗很小，装设灵活，节省投资；由它向系统提供无功可以改善功率因数，减少由发电机提供的无功功率。

④静止无功补偿器：

静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成，由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速，而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节，以满足动态无功补偿的需要，同时还能做到分相补偿；对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性；但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波，为此需加装专门的滤波器。

⑤静止无功发生器：

它的主体是一个电压源型逆变器，由可关断晶闸管适当的通断，将电容上的直流电压转换成为与电力系统电压同步的三相交流电压，再通过电抗器和变压器并联接入电网。适当控制逆变器的输出电压，就可以灵活地改变其运行工况，使其处于容性、感性或零负荷状态。

与静止无功补偿器相比，静止无功发生器响应速度更快，谐波电流更少，而且在系统电压较低时仍能向系统注入较大的无功。

5　结束语

无功功率补偿篇2

关键词: 节电技术 功率因数 无功补偿

0 引言

无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。无功补偿的合理配置原则：①总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。②电力部门补偿与用户补偿相结合。在配电 网络 中，用户消耗的无功功率约占50%～60%，其余的无功功率消耗在配电网中。因此，为了减少无功功率在网络中的输送，要尽可能地实现就地补偿，就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。③分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。集中补偿，是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，如配电线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。集中补偿，主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗。但不能降低配电网络的无功损耗。因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。所以为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。④降损与调压相结合，以降损为主。

1 影响功率因数的主要因素

1.1 异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备 异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率，它和负载率的大小无关。因而，为了改善电力系统和 企业 的功率因数，变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。

1.2 供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响 当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般工厂的无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。

1.3 电网频率的波动也会对异步电机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响

1.4 以上论述了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此必须要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。

2 低压配电网无功补偿的方法

提高功率因数的主要方法是采用低压无功补偿技术，我们通常采用的方法主要有三种：随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。

2.1 随机补偿 随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，此种方式可较好地限制用电单位无功负荷。随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活，维护简单、事故率低等。

2.2 随器补偿 随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是用电单位无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加。随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的 经济 性，是目前补偿无功最有效的手段之一。

2.3 跟踪补偿 跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kva以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。

3 无功功率补偿容量的选择方法

无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。

3.1 单负荷就地补偿容量的选择的几种方法

3.1.1 美国资料推荐：qc=(1/3)pe

3.1.2 日本方法：从电气 计算 日文杂志中查到：1/4~1/2容量计算 考虑负载率及极对数等因素，按此法选取的补偿容量，在任何负载情况下都不会出现过补偿，而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用，对一般情况都可行，特别适用于io/ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于io/ie较低的电动机额定负载运行状态下，其补偿效果较差。

3.1.3 经验系数法：由于电机极数不同，按极数大小确定经验系数选择容量 比较接近实际需要的电容器，采用这种方法一般在70%负荷时，补后功率因数可在0.95~0.97之间

电机容量大时选下限，小时选上限；电压高时选下限，小时选上限4、qc=p实际测试比较准确方法此法适用于任何一般感性负荷需要精确补偿的就地补偿容量的 计算 。

3.1.4 如果测试比较麻烦，可以按下式：qc≤ √3ueio×10-3 (kvar)

io-空载电流=2ie(1-cosφe ) 瑞典电气公司推荐公式：qo<qc

若电动机带额定负载运行，即负载率β=1，则：qo<qc

根据电机学知识可知，对于io/ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率β时吸收的无功功率qβ与激励容量qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功 经济 当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。

3.1.5 按电动机额定数据计算：q=k(1-cos2φe )3ueie×10-3(kvar)

k为与电动机极数有关的一个系数

极数： 2 4 6 8 10

k值： 0.7 0.8 0.85 0.9

3.2 多负荷补偿容量的选择 多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。

3.2.1 对已生产 企业 欲提高功率因数，其补偿容量qc按下式选择：qe=kmkj(tgφ1-tgφ2)/tm　。式中：km为最大负荷月时有功功率消耗量，由有功电能表读得；kj为补偿容量计算系数，可取0.8～0.9;tm为企业的月工作小时数；tgφ1、tgφ2意义同前，tgφ1由有功和无功电能表读数求得。

3.2.2 对处于设计阶段的企业，无功补偿容量qc按下式选择：

qc=knpn(tgφ1-tgφ2)。式中kn为年平均有功负荷系数，一般取0.7～0.75;pn为企业有功功率之和；tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值，也可用加权平均功率因数求得cosφ1。多负荷的集中补偿电容器安装简单，运行可靠、利用率较高。但电气设备不连续运转或轻负荷运行时，会造成过补偿，使运行电压抬高，电压质量变坏。因此这种方法选择的容量，对于低压来说最好采用电容器组自动控制补偿，即根据负荷大小自动投入无功补偿容量的多少，对高压来说应考虑采取防过补偿措施。

4 无功补偿的效益

在 现代 用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如 自然 平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。

5 结论

无功功率补偿篇3

关键词：无功功率补偿装置, 功率因数, 补偿方式

中图分类号：TM933文献标识码： A

我公司现有35KV变电站1座，总装机容量63MVA，下设6KV低压配电室7座，其中400V 低压配电室23处。现变电站内基波无功补偿容量为10Mvar，在正常运行过程中无功补偿的投切依据仅依靠功率因数进行投切，对无功的浪费较大。为扭转由于无功的大量浪费，造成有功功率的大量损失，在2003年经过与北京电力科学院电力电子公司的协商，在满足补偿我公司炼钢生产过程中产生的感性无功的前提下新上一套容量为60Mvar的无功动态补偿装置，通过近两年的运行经验来看，补偿效果良好，功率因数指标能够控制在0.85～0.92之间。在此有必要就无功补偿装置的选择方面做一下简单的介绍（以低压无功补偿装置为例）。

众所周知合理的选择无功补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗使电网质量提高，反之如选择和使用不当，可能造成供电系统电压波动，谐波增大和有功功率的大量损耗等诸多因素，危害电网的安全运行。

一、低压无功功率补偿装置，一般采用自动补偿方式。按投切方式可进行如下分类：

1、延时投切方式

这种投切依靠于传统的接触器动作，当然用于投切电容的接触器是专用。它具有抑制电容的涌流作用。延时投切的目的在于防止电容不停的投切，导致供电系统振荡，这一危险情况的出现。这种补偿方式是通过补偿装置的控制器，检测供电系统的物理量，来决定电容器投切的这个物理量，这种物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率，是我们常用的一种补偿方式。

2、瞬时投切方式

瞬时投切方式是电力电容器件与数字技术综合的技术结晶。即我们所说的动态补偿，实际就是在半个周波至1个周波内完成采样计算，在下个周期到来前，控制器已经发出控制信号了，通过脉冲信号通知投切执行元件，即晶闸管导通。投切电容器组大约20－30毫秒内完成一个全部动作，作为一种新的补偿装置有着广泛的应用前景。

其动作原理是当控制器采集到需要补偿的信号发出一个指令（投入一组或多组电容器的指令）此时由触发脉冲去触发晶闸管导通，相应的电容器组也就并入线路运行。晶闸管的导通条件必须满足其所在相的电容器端电压为零，以避免涌流造成元件的损坏，也就是说电力电子器件控制的无功投切是无涌流投切；当控制指令撤消时，触发脉冲随即消失，晶闸管零电流自然关闭，关断后的电容器电压为线路电压交流峰值，必须由放电电阻尽快放电，以备电容用以投入。用于控制电容器投切的元器件可以用单相晶闸管、并联的双向晶闸管，也可选适合容性负荷的固态接触器。元件的耐压及额定电流要选择合理。这种补偿方式其最主要的制约因素是用于投切控制的元器件的散热方式及冷却方式。我公司现上无功动态补偿装置的冷却方式选用水冷内循环，各晶闸管的运行温度能够控制在40～50℃之间。

在低压无功功率补偿装置的应用方面，选择延时速是瞬时的补偿方式。要依电网的状况所定。首先要对所补偿的方式性质有所了解，对负荷较大且变化较快的工况。如电焊机、电动机的方式应采用瞬时的补偿方式；对于相对稳定的负荷可采用延时补偿方式，也可使用瞬时的补偿方式。一般电焊工作时间均在几秒钟以上。电动机启动也在几秒钟以上。而瞬时补偿的响应时间在几十毫秒。按40ms考虑则从40ms到5秒钟之内是一个相对稳态过程，瞬时补偿能完成这一过程。

二、无功功率补偿控制器

无功功率补偿控制器按照采样方式可分为三类，即功率因数型、无功功率型、无功电流型。选择哪一种物理控制方式实际上就是对无功功率控制器的选择。控制器是无功补偿装置的指挥系统，是进行采样运算、发出投切信号、参数设定、测量、元件保护等功能的一个核心装置。现在对上述所说的三种补偿装置简单的进行一下介绍：

1、功率因数型控制器。

功率因数用cosφ表示，它表示有功功率在线路中所占的比例。当cosφ＝1时，就是说明线路中没有无功损耗，提高功率因数并减少无功功率和无为有功功率的损耗是这类控制器的最终目标，这种控制方式也是传统的方式，采样控制较易实现。这种采样方式在运行中既要保证系统稳定和无振荡现象出现，又要兼顾补偿效果。对于这种补偿方式很重要的一点就是如何进行参数设定，只能在现场视具体情况将参数整定在一个较好的状态下进行工作，既使参数调整的较好，也无法弥补这种补偿方式自身的缺陷，尤其是在负荷较重的环境中，例如：设定投入门限cosφ=0.95（滞后）此时工作环境为重负荷，既使此时的无功损耗很大。无功缺额很大，再投电容器组也不会出现过补偿。但cosφ只要不小于0.95，控制器就不会再有补偿指令，也就不会有电容器投入。故不推荐使用这种补偿方式。

2、无功功率（无功电流）型控制器。

这种方式可完善的解决功率因数型的缺陷，一个良好设计的无功型控制器，它是智能化的，有很强的适应能力，能兼顾线路的稳定性、检测和无功补偿的效果，并能对补偿装置进行完善的保护及检测。这种补偿装置可实现如下功能：

四象限操作、自动和手动切换、自识别各路电容器组的功率，可根据负荷自动调节切换时间，具有谐波过压报警及保护，可防止线路发生谐振，具有过电压保护、低电流报警，可检测所补偿系统的电压、电流畸变率，显示电容器功率、显示cosφ、U、I、S、P、Q及频率。

由以上功能可以看出其控制功能非常强大。由于是无功型控制器，也就能够将补偿装置的效果发挥到极至。此时既使在重负荷的情况，负荷发出的无功功率已经相当大，那怕cosφ已达到0.99（滞后）也可根据要求再投入一组，使补偿效果达到最佳。

3、动态补偿的控制器

对于这种控制器要求就更高了。要与触发脉冲形成电路一并考虑。要求控制器抗干扰能力强，运算速度快，更重要的是要很好的完成动态补偿功能。由于这类控制器也是基于无功型，所以它具备静态无功型控制器的一切优点。我公司现在运行的一套动态补偿装置，利用光纤触发安装在可控晶闸管的触发板，可以在发出触发信号的12.5ms以内完成一个触发动作，其触发的依据主要依靠无功功率产生的特点，即电流与电压的相位关系，进行触发，可以非常明显的提高我公司电网的质量，并在一定程度上消除上级电网的谐波。

无功功率补偿篇4

cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2

在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。

1影响功率因数的主要因素

1.1大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。

1.2变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。

1.3供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。

当供电电压高于额定值的10％时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。

2无功补偿的一般方法

无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。

2.1低压个别补偿低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。

2.2低压集中补偿低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。

2.3高压集中补偿高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6～10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用；补偿装置根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高了用户的功率因数，避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护，补偿效益高。

3采取适当措施，设法提高系统自然功率因数

提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。

3.1合理使用电动机；

3.2提高异步电动机的检修质量；

3.3采用同步电动机：同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功功率取决于转子中的励磁电流大小，在欠励状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过励状态时，定子绕组向电网“送出”无功。因此，对于恒速长期运行的大型机构设备可以采用同步电动机作为动力。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行，这就是“异步电动机同步化”。

3.4合理选择配变容量，改善配变的运行方式：对负载率比较低的配变，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。

4无功电源

电力系统的无功电源除了同步电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器，这4种装置又称为无功补偿装置。除电容器外，其余几种既能吸收容性无功又能吸收感性无功。

4.1同步电机：同步电机中有发电机、电动机及调相机3种。①同步发电机：同步发电机是唯一的有功电源，同时又是最基本的无功电源，当其在额定状态下运行时，可以发出无功功率：

Q=S×sinφ=P×tgφ

其中:Q、S、P、φ是相对应的无功功率、视在功率、有功功率和功率因数角。发电机正常运行时，以滞后功率因数运行为主，向系统提供无功，但必要时，也可以减小励磁电流，使功率因数超前，即所谓的“进相运行”，以吸收系统多余的无功。②同步调相机:同步调相机是空载运行的同步电机，它能在欠励或过励的情况下向系统吸收或供出无功，装有自励装置的同步电机能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率，这是其优点。但它的有功损耗大、运行维护复杂、响应速度慢，近来已逐渐退出电网运行。③并联电容器：并联电容器补偿是目前使用最广泛的一种无功电源，由于通过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上的电压，相反于电感中的滞后，由此可视为向电网发quot；无功功率：Q=U2/Xc

其中：Q、U、Xc分别为无功功率、电压、电容器容抗。

并联电容器本身功耗很小，装设灵活，节省投资；由它向系统提供无功可以改善功率因数，减少由发电机提供的无功功率。④静止无功补偿器：静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成，由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速，而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节，以满足动态无功补偿的需要，同时还能做到分相补偿；对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性；但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波，为此需加装专门的滤波器。

5结束语

无功功率补偿篇5

Abstract： According to the needs of present development of electric power system， the principle of reactive power compensation method were studied. At conclusion of the traditional method to compensate， Thyristor Controlled Reactor was put forward， so proposed including Thyristor Switched Capacitor， Static Var Generator， Active Power Filter， Unified Power Flow Con-troller， each advantage to the above was expounded. Power system users today have a lot of frequent changes in reactive power electrical equipment and instruments， so the system reactive power compensation is very urgent. In addition， after the reactive power compensation can reduce grid power loss and improve the output power transformer equipment and economic benefits.

关键词： 无功补偿；补偿方法；补偿作用；补偿容量

Key words： reactive power compensation；compensation method；compensation action；compensation capacity

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）22-0021-02

0 引言

无功功率是指：在交流电路中，用来进行电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。这一部分功率仅仅是往返于储能元件与电源之间。无功功率的存在对供电系统和负载系统的正常运行是十分必要的。由于电网中存在大量的感性负载，如电动机、变压器等，如果这些无功功率都由发电机发出并通过长距离输电线路传送，这显然是不合理也不经济的，实际上也是不可能的[1]。

1 无功补偿的方法

无功功率补偿的基本原理是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷的装置并联接在同一电路中，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量，而当感性负荷释放能量时，容性负荷吸收能量[2]。能量在两种负荷之间交换，感性负荷所吸收的无功功率可从容性负荷输出的无功功率中得到补偿。

正弦电路之中的无功功率：在正弦交流电路中由于负载是线性的，电路之中电压和电流都是正弦波，可以用表达式表示：u=■Usinωt i=■Isin（ωt-φt）

U——电压有效值；I——电流有效值；φ——电压与电流之间的相位差。

在一个周期内瞬时功率P计算表达式为：

P=■■pdt=UIcosφ

上式便是有功功率。电路之中的无功功率的表达式为：Q=UIsinφ

1.1 无功集中补偿 目前一般具有一定规模的企业大多是采用在总进线变电站和部分的二级变电站的馈线上安装电容无功补偿从而来实现对电压无功的集中控制。采用的这种集中补偿方式，能够减小企业电网的功率损耗问题，可以达到供电部门对用户提出的对功率因数所做出的规定。但是其也存在许多的问题，例如无功补偿的调节是有级别的，响应时间较慢不能满足钢厂轧钢、电弧炉等冲击负荷的补偿，而且在一定的补偿容量下，用电设备满载运行时功率因数较低。但是当负荷大幅降低时，功率因数又会超前，即所谓的过补偿。这时无功功率会向上一级的电力系统进行倒流，这将会使得线路的电压升高，增加了电能的损耗，这是电力系统所绝对不能允许的，因此无功集中补偿大多数情况下还必须要加装自动控制装置。集中补偿方式只是对上一级线路进行的补偿，它对于下一级线路的经济运行将不会有任何影响。

1.2 功分散补偿 分散补偿又称分组补偿，它是根据各用户的各个负荷中心，把补偿装置装分成几组安装在功率因数较低的村镇终端变、配电所高压或低压母线上或车间配电室或变电所分路出线上。电力系统传送功率时，当功率确定一值后电压与电流的大小将成反比关系。由于电能损耗同电流的平方成反比，低压线路的电能损耗是最大的。无功分散补偿就是在异步电动机旁加装容量相匹配的电力电容器，使无功补偿更接近于负荷末端，从而把电能损耗降低到最低限度。

1.3 个别补偿 个别补偿又称为“就地补偿”。它就是根据个别用电设备对无功功率的需要量将单台和多台电容器组分散地与用电设备并接。它与用电设备共用一套断路器，也可以独立使用一套短路器，通过控制、保护装置和用电设备同时投切，所以个别补偿也称随机补偿。它通过控制、保护装置与电机同时投切。既能提高线路的功率因数，又能改善用电设备的电压质量。

2 新型无功功率补偿技术

伴随着我国综合国力的不断发展壮大， 工业生产以及日常用电量都在不断的增大，与此同时电力输送过程的电力损耗随着用电量的增加及供电线路的加长、老化等现象也在不断的增长，而传统的无功补偿设备及方法，投资大、效率低、损耗高，已经越来越不能适应于当今的电力系统发展的需要，因此就要求供电系统无功补偿技术对应用电量的增加而应该快速地进步提升。

2.1 晶闸管控制电抗器（简称：TCR）静止无功补偿装置

TCR补偿器原理图如图1所示。晶闸管的触发角[4]从90°与180°连续调节，电抗器的电流相应地从额定到零连续变化[3]。因此通过调整触发角的大小来改变补偿器所吸收的无功功率，达到迅速平滑地调控无功功率的目的。但是单独的TCR只能吸收无功功率，不能发出无功功率，为了解决这一问题，通常将并联电容器与TCR结合使用。这种TCR型的补偿器反应速度快，灵活性大，目前在输电系统和工业企业中应用最为广泛。

2.2 基于智能控制策略的晶闸管投切电容器（简称：TSC）补偿装置 将微处理器用于晶体管投切电容器，这样能够满足相当复杂的测量与控制的要求，这样就可以实现动态的对无功功率进行补偿。TSC补偿装置[4]的核心部件是控制器，用它来完成无功功率与功率因数的分析以及测量工作，从而可以控制无触点开关的投切，除此之外还可完成对电路网络进行过压、欠压、功率因数等参数的记录与显示。TSC补偿装置操作没有涌流，跟踪响应时间快还具有各种保护的作用。TSC的原理图如图2所示。在图中，反并联晶闸管的作用是将补偿电容器投入电路网络或是从电路网络之中去除掉。图中的电感L1，L2，L3，…，Lk的作用是防止补偿电容器在接入电路网路之中时可能会引进的冲击电流。当支路1的反并联晶闸管导通，而其他支路的反并联晶闸管关断时，只有补偿电容器C1投入电网，其补偿容量由C1决定。当k个支路全部投入电网时，补偿容量最大。所以，TSC实际上是一个分组投切的无功功率补偿电容器，这是其最大的一个优势。

2.3 静止无功发生器（简称：SVG） 静止无功补偿是指利用多个静止开关来转换投切电容器或电抗器， 从而使其具有吸收与发出无功电流的能力，这样便可以提高电力系统的功率因数， 可以稳定整个电路网络系统的电压，同时还可以抑制整个系统振荡等功能。其基本原理如图3所示，通过将自换相桥式变流器直接并联到电网上或者通过电抗器并联到电网上来实现无功补偿的。

2.4 电力有源滤波器（简称：APF） 电力有源滤波器[8]是运用瞬时滤波形成技术，对包含谐波和无功分量的非正弦波进行“矫正”。因此，电力有源滤波器具有很快的时间响应速度，对变化的谐波和无功功率进行动态补偿，其补偿特性受电力网络系统阻抗参数影响比较小。目前实用的装置90%以上为电压型。其原理如图4，从与补偿对象的连接方式来看，电力有源滤波器可分为并联型和串联型。并联型中有单独使用、LC滤波器混合使用及注入电路方式，目前并联型占实用装置的大多数[5]。

2.5 综合潮流控制器（简称：UPFC） 综合潮流控制器[6]是将一个由晶闸管换流器产生的交流电压串连接入并叠加在网络输电线相电压上，从而使其幅值和相角皆可连续变化，这样便实现了线路有功和无功功率的准确调节，并可提高输送能力以及阻尼系统振荡。UPFC注入系统的无功是其本身装置控制和产生的，并不大量消耗或提供有功功率。UPFC技术是目前电力系统输配电技术的最新发展方向，对电网规划建设和运行将带来重要的指导意义。

3 结论

当前，国际上对静止无功补偿装置的研究还在不断地进行着，研究的方向主要集中在控制策略上，试图借助于人工智能手段来提高静止无功补偿装置的性能。随着大功率电力电子器件技术的高速发展，未来的功率器件容量将逐步提高，应用有源滤波器进行谐波抑制，以及应用柔流输电系统技术进行无功功率补偿，必将成为今后电力自动化系统的发展方向。

参考文献：

[1]秦曾煌.电工学[M].北京：高等教育出版社，2003：118-201.

[2]廖玄久，郭木森.电工学[M].北京：人民教育出版社，1979：282-287.

[3]王德江，陈晓英，王景男.可控电抗器晶闸管导通角的微机控制[J].中国电力，2001（6）：3.

[4]何一浩，王树民.TSC动态无功补偿技术述评[J].中国电力，2004（10）：5.

[5]王宝良，解大.并行接口的电力有源滤波器的设计[J].上海交通大学学报，2006（3）：5.

无功功率补偿篇6

关键词：供热锅炉房；无功功率补偿；功率因数；能源节约

中图分类号：TM621文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）11-0045-02

在交流电路中，由电源供给负载率有两种：一种是有功功率，一种是无功功率。

有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。有功功率的符号用P表示，单位有瓦（W）、千瓦（KW）、兆瓦（MW）。

无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率（镇流器也需消耗一部分有功功率）来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏（Var）或千乏（kVar）。

一、概论

由于历史的原因，我国供热行业用电向来只重视有功负荷、有功电量，忽视无功负荷和无功电量，认为能源换来有功电量，而无功不是能源，进行无功补偿对供热站本身没有任何好处等。供热锅炉房主要用电设备是电动机，消耗的无功功率多，且长期没有无功功率补偿设施，造成供热站锅炉房长期以来功率因数偏低，电能浪费严重。因此，除改善设备本身的自然功率因数外，供热站应采用人工补偿措施，以提高功率因数，降低电能消耗，减少运行成本，充分发挥供配电设备的潜力，提高供电效率，节约用电量。

二、无功功率补偿原理

当电网电压的波形为正弦波，且电压与电流同相位时，电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P=U×I。

电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场，此时所消耗的能量不能转化为有功功率，故被称为无功功率Q。此时电流滞后电压一个角度a。在选择变配电设备时所根据的是视在功率S，即有功功率和无功功率的几何和：

S=（P2 + Q2）1/2

无功功率为：Q=（S2 - P2）1/2

有功功率与视在功率的比值为功率因数：cosa=P/S

无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机的转子磁场就是靠从电源取得无用功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。为了形象地说明问题，现举一个例子：农村修水利需要挖土方运土，运土时用竹筐装满土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是无功功率，竹筐并不是没用，没有竹筐泥土怎么运到堤上呢？

在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。

从发电机和高压电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。

三、无功功率补偿的效益分析

（一）减少线路功率损失，节约用电

减少无功功率，可以降低供配电线路和变压器中的功率消耗。当电流通过导线时，线损的计算式为：

P=3I2R×10-3=[P/（Uecosφ）]2×R×10-3

其中，I为线路或变压器通过的电流；R为线路或变压器中每相的电阻；Ue为线路的额定电压；P为线路或变压器输送的有功功率；cosφ为负荷的功率因数。当功率因数由cosφ1提高到cosφ2后，若忽略因提高功率因数而减少电压损失时对负荷电压的影响，则线路或变压器中有功功率的减少值百分数为：

P%=（P1-P2）/P1×100%

=[1-（cosφ1/cosφ2）2]×100%

例如：当功率因数由cosφ1=0.8提高到cosφ2=0.95时可降低功率损耗29%；若功率因数由cosφ1=0.95降低到cosφ2=0.8时，线损将增加41%。

以上分析可以看出，在输送同样的功率时，由于功率因数不同，在电网中造成的有功损耗相差较大。无功功率补偿节电效果极其显著。

（二）提高供配电设备的负荷能力，降低投资成本

1．在同样视在功率的条件下，增加无功补偿，可以提高有功功率。设线路或变压器输送的视在功率为S，安装了补偿容量QC后，提高了功率因数。在视在功率不变条件下，使输送有功功率的能力增加了P。

P=P2-P1=S（cosφ2-cosφ1）

其中，P1为补偿前的最大有功功率；P2为补偿后的最大有功功率；cosφ1为补偿前的最大功率因数；cosφ2为补偿后的最大功率因数。

增加P所需的无功功率即无功补偿容量为：

QC=Q1-Q2=S（cosφ1tanφ1-cosφ2tanφ2）

例如：当cosφ1=0.8时，1000kVA的变压器在满负荷情况下能供给800kVA的负荷；若将cosφ2提高到0.95，则在满负荷情况下可供950kVA的负荷，即可增加P=1000×（0.95-0.8）=150kVA，提高了19%的有功输送能力。

2．在同样有功负荷条件下，增加电容补偿。可以减少视在功率。在有功功率P不变的条件下，当补偿QC后，可以减少视在功率。无功补偿后，变压器可以减少的视在功率为：

S=S1-S2=P（1/cosφ1-1/cosφ2）

其中，S1为补偿前的最大视在功率；S2为补偿后的最大视在功率；P为变压器的有功功率；cosφ1为补偿前的最大功率因数；cosφ2为补偿后的最大功率因数。

例如：某供热锅炉房用电负荷为450kW，功率因数为0.8，欲将功率因数提高到0.95后，则变压器容量减少89kVA。变压器选定额定容量可由630kVA减少到500kVA，容量降低一级。另外，当输送功率一定时，由于负荷功率因数的提高，总的电流将相应降低，配电设备和导线截面也均可相应选择小一些，降低了投资成本，减轻企业负担。

（三）减少电压损失，改善运行条件

减少无功功率，可以降低线路及变压器中的电压损耗。在三相对称负载下，其电压损失为：

其中，P为线路输送的有功功率；Q为线路输送的无功功率；R为线路的电阻；X为线路的电抗；Ue为线路的额定电压。

在变压器低压侧装设了补偿容量Qc后，其电压损失减少（即电压升）为：

Ub=U1-U2=QcX/（10Ue2 ）≈Qc/Se×Ud

在线路末端装设补偿容量Qc后，线路电压损失减少（末端电压升）值可近似按下式计算：

U2%=Qc/（1000Ue2）×XL×100%

其中，Qc为补偿电容器的投运容量；Sc为变压器的额定容量；Ud为变压器的阻抗电压；XL线路的电抗。对1000kVA以下的配电变压器及1000V以下的低压配电线路，采用电容补偿后，对提高电压质量比较显著。

四、结论

从上可以看出，在供热锅炉房中加装电容器进行无功功率补偿，不但可以提高功率因数，节约有功电量，降低线路损耗和变压器损耗，减少运行成本，还可以提高锅炉房供配电设备的负荷能力，降低新建锅炉房投资成本，减少电压损失，改善运行条件，使供热站循环泵及鼓引风电机更容易启动。

随着我国经济的快速发展，能源的供需矛盾也日益突出，人们的节能意识也不断提高。供热行业也应该积极进行技术改造，降低生产成本，节约能源，更好地为人民服务。

参考文献

[1]丁毓山．电网无功补偿实用技术[M]．北京：中国水利电力出版社，1997．

[2]侯博渊．变电站无功补偿设备的运行与控制[M]．北京：水利电力出版社，1991．

无功功率补偿篇7

关键词：无功功率补偿，原理，功能，效果

 

0.概述

CJK型低压无触点无功功率补偿装置是改善供电系统功率因数及电能质量的动态无功功率补偿及谐波滤除治理设备，采用大功率电力半导体模块和热管散热器、高次谐波滤波器、自愈式低压电容器，配以先进的投切技术，分相实时过零触发，无触点切换，具有无涌流、无振荡、快速动态响应，具有投切无涌流、无振荡、无火花、无噪声、自动动态跟踪补偿，补偿精度高，使用寿命长等一系列优点，是传统的接触器型补偿装置的理想升级换代产品，广泛适用于冶金、造船、汽车制造、建材、机械制造、电力、化工、石油、造纸、煤炭、市政设施以及其他用电负荷大、网压波动大，无功电流大，谐波严重以及三相电流不平衡等行业的配网系统。论文参考网。

1.工作原理

1.1监测终端工作原理

此装置由测量、显示、控制、接口和电源等部分组成。

如图所示：

测量部分由精密小型互感器（输入：0~600V、0~5A）及前置信号处理电路构成，从中获取电压、电流、频率、相位等多种实时数据；显示部分采用高品质的液晶（LCD）显示模块，每屏可以显示8*16个汉字（16*16）或128*64个像素的图形；控制部分以16位单片微机为核心，配以多路A/D，实时时钟，以及容错电路等芯片；接口部分采用半双工的RS-485接口，用于向下位机实时传递测量数据、可编程参数、最大（小）值及其时间标签。电源部分采用高频开关电源，使得仪器更加节能，更能适应各种不同的电源电压环境。

软件主要实现测量数据计算、内部参数计算、电能累加、人机界面等功能。由于软件量较大、功能复杂，因此程序采用了先进的编程理念：功能模块化，结构格式化，任务简单化，时间多元化。具有多种优点：程序维护简单，流程式清晰明了，事件并行处理，响应快速有效。

为了提高系统的可靠性、稳定性，内部装有高稳定度基准源，温度监测及软硬件冗余等容错技术；为了提高整机的抗干扰能力，采用了多项电磁兼容保护措施，确保了在恶劣的工作环境下也能安全工作。

2、电容投切方式

采用“循环+灵活编码”投切方式，根据当前无功需量，一次性动态精准选组投切电容器，使补偿容量与系统的需要容量始终保持靠近动态持平点，提高了补偿清度，彻底解决了欠补及无功倒送的问题，补偿精度可达0.95以上。

2.功能特点

2.1使用功能

保护：装置具备上电保护、掉电保护、过压保护、欠压保护、过流保护等多种保护功能。时钟：准确的时钟功能为系统事件的发生和各种统计量提供时间坐标。开关次数统计：统计并显示每只开关的当月动作次数和总动作次数。电压统计：统计包括电压合格率、超上限时间、超下限时间、最大值、量小值等。谐波测量：装置可测量至15次谐波并显示。多项监测：CJK型装置功能强大，它集合了电量变送器、数字式电度表、数显表、数据采集器、记录分析仪、RTU等仪器的部分或合部功能。测量功能包括：一条三相四线制回路或全部相电压/线电压（V）、电流（I）、功率（P、QO）、电能（WH、QH）、功率因数（COS￠）、频率（F）、谐波（%）及谐波棒图分析等到功能。通讯：CJK2W为了未来测量仪表的环境具备通讯功能，可通过RS232或RS485通讯口，与就地的计算设备通讯或组网与远程，允许连接开放式结构的局域网络。应用MODBUS通讯规约，在PC或数据采集系统上运行的软件，能提供一个对于工厂、电厂工业和建筑物的服务的简单、实用的电量管理方案。自动稳零：具有自动校准零点随时间和温度的漂移。宽动态输入：CJK2W允许用户对其工作状态“测量系统选择”、“CT、PT变比”、“通讯”、“电能累加复位”等到进行更改设定。故障自诊断：具有故障自动诊断功能，并将结果显示在屏幕上或通过串行口输出。抗电磁开扰：完善的电磁兼容性设计，具有极强的抗电磁干扰能力，适合在强电磁干扰的复杂环境中使用。

2.2基本功能

2.2.1数据采集

三相电压/三相电流/三相功率因数。有功功率/无功功率。频率/谐波电压/谐波电流/谐波分析至15次。

2.2.2数据通讯

实时监控。三相电压/三相电流/三相功率因数。有功功率/无功功率。谐波/频率。定期采集

累计数据。三相电压/三相电流/三相功率因数。三相有功功率/三相无功功率。

2.2.3参数设置

电流互感器变比/电压互感器变化。论文参考网。电压上限/电压下限设置。电压谐波总畸变率超限。单相电容设置/三相电容设置。投入门限系数/切除门限系数。投切延时/电容设置。系统报警延时设置。论文参考网。通讯波特率/通讯串口和奇偶校验位。

2.2.4无功补偿

取样物理量为无功功率，系统按照无功需量进行投切电容，无投切振荡，无补偿呆区

3.应用效果

2009年4月山东丰源中科公司一车间低压配电补偿投入使用后，实际情况表明，能节约30%左右的配网容量，系统功率因素可补偿到0.95以上，大大提高了变压器的能力，为长期运行节约大量的电能，取得良好的效果。

 

无功功率补偿篇8

用电设备如变压器、交流电动机、荧光灯电感式镇流器等均是电感性负荷，绝大多数用户的自然功率因数低于考核标准，都要采取一些措施进行无功补偿来提高功率因数。安装电力电容器是广大单位无功补偿的首选方案。

一、无功补偿的经济效益

1、提高输变电设备的利用率

有功功率，当线电流I和线电压U一定时，功率因数cosφ提高后，有功功率P就提高了。供电部门同样的变压器容量和输电线路就可向用户输送更多的有功功率。当用户设法提高负载终端功率因数后，上述利益用户也将共享。

2、降低电压损失，提高末端电压水平

输送功率的过程中，线路产生的电压损失为ΔU，可用下式计算（1）式中：P———输送的有功功率，kW；Q———输送的有功功率，kV；R———线路导线、变压器绕组电阻，Ω；X———线路导线、变压器绕组电抗，Ω；Ue———线路额定线电压，V。

由式（1）可见，电压损失包括有功部分损失（PR）及无功部分损失（QX）两部分，而且对于导线截面较大的架空线路来说，主要是无功部分损失。当采用无功补偿技术后，降低了Q，无功部分电压损失就明显降低了，从而提高了末端电压。

3、降低线路损耗

电流在供配电线路及变压器绕组中传输过程将产生功率损耗。三相交流电输变配损耗功率ΔP由下式计算：

(2)式中：I———线路电流，A；

U———线路电压，V；

P———输送的有功功率，kW；

R———每相线路电阻，Ω。

由式（2）可见，ΔP与I的平方成正比，与cosφ平方成反比。所以在采取无功补偿后，电流减小了，cosφ提高了，可明显降低ΔP，达到降损节电的目的。

二、无功补偿的方式

按并联电容器在用户供配电系统中的装设位置，并联电容器的补偿方式有3种，即高压集中补偿、抵押集中补偿和单独就地补偿。补偿范围的合理性主要从补偿范围的大小，补偿容量的利用率高低，以及电容器的运行和维护管理的方便来衡量。

1、高压集中补偿

高压集中补偿是指将高压电容器组集中安装在总降压变电所的6~10KV母线上。该补偿方式只能补偿总降压变电所的6~10KV母线之前的供配电系统中由无功功率生的影响，而对无功功率产生在企业内部的供配电系统中引起的损耗无法补偿，因此补偿范围最小，经济效果较后两种补偿方式差。但由于装设集中，运行条件较好，维护管理方便，投资较好。且总降压变电所6~10KV的母线停电机会少，因此电容器的利用率高。在一些大中型企业中应用相当普遍。

2、低压集中补偿

低压集中补偿是指将低压电容器装设在车间变电所或建筑物变电所的低压母线上。该补偿方式只能补偿车间变电所或建筑物变电所的低压母线前变电器和高压配电线路及电力系统的无功功率，对变电所低压母线后的设备部起补偿作用。但其补偿范围比高压集中补偿要大，而且该补偿方式能使变压器的视在功率减小，从而可使变压器的容量可选的很小，比较经济。这种低压电容器补偿屏一般可安装在低压配电室内，运行维护安全方便。该补偿方式在用户中应用相当普遍。电容器也采用形接线，和高压集中补偿不同的是，放电装置为放电电阻或220V~25W的白炽灯丝电阻。如果用白炽灯放电的话，白炽灯还可起指示电容器组是否正常运行的作用。

3、单独就地补偿

单独就地补偿（个别补偿或分散补偿）是指的个别功率因数较低的设备旁边装设补偿电容器组。该补偿方式能补偿安装部位以前的所有设备，因此补偿范围最大，效果最好。但投资较大，而且如果被补偿的设备停止运行的话，电容器组也被切除，电容器的利用率较低。同事存在小容量的电容器的价格、电容器易受到机械震动及其他环境条件影响的缺点。所以这种补偿方式适用于长期稳定运行，无功功率需要较大，或距电源较远，不便于实现其他补偿方式的场合。其放电装置通常为用电设备本身的绕组电阻。

三、结束语