一,、無功補償簡述

無功功率補償簡稱無功補償，在電力供電系統(tǒng)中起提高電網的功率因數的作用,，降低供電變壓器及輸送線路的損耗,，提高供電效率，改善供電環(huán)境,。所以無功功率補償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置,。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少電網的損耗,，使電網質量提高,。反之，如選擇或使用不當,，可能造成供電系統(tǒng),，電壓波動，諧波增大等諸多因素,。

二,、無功補償分類及作用

2.1無功補償的分類

感性無功：電流矢量滯后于電壓矢量90° 如電動機、變壓器,、晶閘管變流設備容性無功：電流矢量超前于電壓矢量90° 如電容器,、電纜輸配電線路等

基波無功：與電源頻率相等的無功（50HZ）

諧波無功：與電源頻率不相等的無功

2.2無功補償的作用

無功補償的主要作用就是提高功率因數以減 少設備容量和功率損耗、穩(wěn)定電壓和提高供 電質量,，在長距離輸電中提高輸電穩(wěn)定性和 輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功 率,。安裝并聯(lián)電容器進行無功補償，可限制 無功功率在電網中的傳輸,，相應減少了線路 的電壓損耗,，提高了配電網的電壓質量。

1．提高電壓質量 把線路中電流分為有功電流Ia和無功電流Ir,，則線路中的電壓損失:

式中： P—有功功率,，KW Q—無功功率，Kvar U—額定電壓,，KV R—線路總電阻,，Ω Xl—線路感抗，Ω

因此,，提高功率因數后可減少線路上傳輸的無功功率Q,，若 保持有功功率不變，而R,、Xl均為定值,，無功功率Q越小,， 電壓損失越小，從而提高了電壓質量,。

2．提高變壓器的利用率,，減少投資 功率因數由cosφ1提高到cosφ2提高變壓器利用率為：

由此可見，補償后變壓器的利用率比補償前 提高ΔS%,，可以帶更多的負荷,，減少了輸變電設備的投資。

3．減少用戶電費支出

（1）可避免因功率因數低于規(guī)定值而受罰,。

（2）可減少用戶內部因傳輸和分配無功功率 造成的有功功率損耗,，電費可相應降低。

4. 提高電力網傳輸能力 有功功率與視在功率的關系式為：P=Scosφ 可見,，在傳輸一定有功功率的條件下,，功率因數越高，需要電網傳輸的功率越小,。

三,、無功補償的原理

當電網電壓的波形為正弦波，且電壓與電流同相位時,，電阻性電氣設備如白熾燈,、電熱器等從電網上獲得的功率P等于電壓U和電流I的乘積，即：P=U×I

電感性電氣設備如電動機和變壓器等由于在運行時需要建立磁場,，此時所消耗的能量不能轉化為有功功率,，故被稱為無功功率Q。此時電流滯后電壓一個角度φ,。在選擇變配電設備時所根據的是視在功率S,，即有功功率和無功功率的矢量和： ,；無功功率為:　

有功功率與視在功率的比值為功率因數:cosf=P/S

　　無功功率的傳輸加重了電網負荷,，使電網損耗增加，系統(tǒng)電壓下降,。故需對其進行就近和就地補償,。并聯(lián)電容器可補償或平衡電氣設備的感性無功功率。當容性無功功率QC等于感性無功功率QL時,，電網只傳輸有功功率P,。根據國家有關規(guī)定，高壓用戶的功率因數應達到0.9以上,，低壓用戶的功率因數應達到0.85以上,。

如果選擇電容器功率為Qc，則功率因數為：cosφ= P/ (P2 + (QL-Qc)2)1/2

在實際工程中首先應根據負荷情況和供電部門的要求確定補償后所需達到的功率因數值,，然后再計算電容器的安裝容量：
　　Qc = P(tanf1 - tanf2)=P〔(1/cos2f1-1)1/2-(1/cos2f2-1)1/2〕
　　式中:Qc一電容器的安裝容量,，kvar,；P一系統(tǒng)的有功功率，kW
　　tanφ1--補償前的功率因數角, cosf1--補償前的功率因數
　　tanφ2--補償后的功率因數角, cosf2--補償后的功率因數

在大系統(tǒng)中,，無功補償還用于調整電網的電壓,，提高電網的穩(wěn)定性。

在小系統(tǒng)中,，通過恰當的無功補償方法還可以調整三相不平衡電流,。按照wangs定理：在相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉移有功電流。因此,，對于三相電流不平衡的系統(tǒng),，只要恰當地在各相與相之間以及各相與零線之間接入不同容量的電容器，不但可以將各相的功率因數均補償至接近1,，而且可以使各相的有功電流達到平衡狀態(tài),。

四、無功補償的方式

4.1集中補償：裝設在企業(yè)或地方總變電所 6~35KV母線上,，可減少高壓線路的無功損 耗,，而且能提高本變電所的供電電壓質量。

4.2分散補償：裝設在功率因數較低的車間 或村鎮(zhèn)終端變,、配電所的高壓或低壓母線上,。 這種方式與集中補償有相同的優(yōu)點，但無功 容量較小,，效果較明顯,。

4.3就地補償：裝設在異步電動機或電感性 用電設備附近，就地進行補償,。這種方式既 能提高用電設備供電回路的功率因數,，又能改變用電設備的電壓質量

無功補償的節(jié)能只是降低了補償點至發(fā)電機 之間的供電損耗，所以高壓側的無功補償不 能減少低壓網側的損耗,，也不能使低壓供電 變壓器的利用率提高,，就地補償的節(jié)能效果最為顯著。

五,、無功補償方式的選擇及計算

集中補償與分散補償相結合,，以分散補償為主；

調節(jié)補償與固定補償相結合,，以固定補償為主,；

高壓補償與低壓補償相結合，以低壓補償為主,。

補償容量的確定可以根據負荷的最大功率,、補償前的功率因數及要求補償后達到的功率因數，用下式計算確定：Q =α*P*（tanφ1—tanφ2）

式中：Q — 所需補償的總無功功率,，kvar,；

α— 平均負荷系數,，取0.7~0.8；

P — 用戶最大負荷,，kW,；

tanφ1—補償前平均功率因數角

tanφ2—補償后平均功率因數角

或 Q =α*P*q

q — 補償率，kvar / kW （可從附表中查?。?/span>

附表：每kW負荷所需無功補償率值查取表