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1、1、无功补偿的原理、无功补偿的原理 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。如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能。电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压 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，两者的电流相互抵消，电流
2、的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理。2：无功补偿的作用：无功补偿的作用 1.1 提高变配电设备利用率，减少投资费用提高变配电设备利用率，减少投资费用对低功率因数的负荷进行无功补偿，接入并联电容器,由于无功电流得到补偿，使得负荷电 流减少。由于功率因数提高而使变配电设备减少的容量（kVA）可用公式 1 计算：SP/COS1P/COS2 P（COS2COS1）/（COS2COS1） （1）式中： S-为减少的设备容量 P-为负荷有功功率 COS1-为补偿前负荷功率因数 COS2-为补偿后负荷功率因数如 1000kW 的负荷容量，补偿前功率因数为 0.7，从公
3、式 1 中可计算出当功率因数补偿到 0.95 时，为该负荷输电的变配电设备容量可减少 376kVA，对于新建项目可以减少投资费 用（变配电设备容量减少 376kVA，可减少基本电费的支出） ，经济效益明显。1.2 降低电网中的功率损耗降低电网中的功率损耗当负荷的功率因数从 1 降到 COS 时，电网中的功率损耗将增加的百分数约为 p（%） =（1/COS2-1）100%1.3 减少了线路的压降减少了线路的压降由于功率因数的提高，线路传送电流小了，系统的线路电压损失相应减小，有利于改善末 端的电能质量。1.4 提高功率因数及相应地减少电费提高功率因数及相应地减少电费根据国家水利电力部国家物价局
4、1983 年颁布的功率因数调整电费办法规定三种功率 因数标准值，相应地减少电费：功率因数标准 0.90，适用于 160 千伏安以上的高压供电工业用户、装有带负荷调整电压 装置的高压供电电力用户和 3200 千伏安及以上的高压供电电力排灌站。功率因数标准 0.85，适用于 100 千伏安（千瓦）及以上的其他工业用户，100 千伏安 （千瓦）及以上的非工业用户和 100 千伏安（千瓦）及以上的电力排灌站。功率因数标 准 0.80，适用于 100 千伏安（千瓦）及以上的农业用户和趸售用户。3：并联电容器无功补偿的种类：并联电容器无功补偿的种类 2.1 集中补偿集中补偿 在低压配电所内配置若干组电容器
5、接在配电母线上，补偿供电范围内的无功功率2.2 就地补偿就地补偿 将补偿电容器安装于用电负荷附近，或直接并联于用电设备上就地补偿分为两种：一是分 散就地补偿，电容器接在低压配电装置或动力箱的母线上，对附近的用电设备进行无功补 偿。二是单独就地补偿，将电容器直接接在用电设备端子上或保护设备末端，一般不需要 电容器用的操作保护设备，3 电容补偿在技术上应注意的问题电容补偿在技术上应注意的问题 防止涌流。防止涌流。 在电容器投入时，一般情况下伴随着很大的涌流，在 IEC 出版物 831 电容器篇中电容器投 入涌流的计算公式如下：IsIn2S/Q （3）式中： Is-为电容器投入时的涌流（A） In-
6、为电容器额定电流（A） S-为安装电容器处的短路功率（MVA） Q-为电容器容量（Mvar）在低压电容器回路中，可采用以下方法限制：一是串联电抗器；二是加大投切电容器的容 量；三是采用专用电容器投切的接触器。防止系统谐波的影响。防止系统谐波的影响。 由于电容器回路是一个 LC 电路，对于某些谐波容易产生谐振，造成谐波放大，使电流增 加和电压升高。为此可采用串联一定感抗值的电抗器以避免谐振，如以电抗器的百分比为 K，当电网中 5 次谐波较高，而 3 次谐波不太高时，K 宜采用 4.5；如中 3 次谐波较高时， K 宜采用 12，当电网中谐波不高时，K 宜采用 0.5。防止产生自励。防止产生自励。
7、 采用电容器就地补偿电动机无功功率，电容器直接并联在电动机上，切断电源后，电动机 在惯性作用下继续运行，此时电容器的放电电流成为励磁电流。如果补偿电容器的容量过 大，就可使电动机的磁场得到自励而产生电压，电动机即运行于发电状态，所以补偿容量 小于电动机空载容量就可以避免，一般取 0.9 倍就没关系。 QC=0.93UI0 （4）式中： Qc-为补偿电容器容量 U-为系统电压 I0-为电动机空载电流4 电容补偿控制的选择及补偿容量的确定电容补偿控制的选择及补偿容量的确定4.1 电容器组投切方式的选择电容器组投切方式的选择 电容器组投切方式分手动和自动两种。对于补偿低压基本无功及常年稳定的高压电容
8、器组， 宜采用手动投切；为避免过补偿或轻载时电压过高，易造成设备损坏的，宜采用自动投切。 高、低压补偿效果相同时，宜采用低压自动补偿装置。4.2 电容器补偿容量的确定电容器补偿容量的确定 先进行负荷计算，确定有功功率 P 和无功功率 Q，补偿前自然功率因数为 cos1，要补偿 到的功率因数为 cos2。则 QC=P(tg1tg2) （5）式中： Qc-为补偿电容器容量 P-为负荷有功功率 COS1-为补偿前负荷功率因数 COS2-为补偿后负荷功率因数确定无功补偿容量时，还应注意以下三点：确定无功补偿容量时，还应注意以下三点：在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的。功率因数越高，每千乏补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高 到 0.95 就是合理补偿。就地补偿电容器容量选择的主要参数是励磁电流，因为不使电容器造成自励是选用电容 器容量的必要条件，可用公式 4 计算。采用无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的节能措施。并联补偿电容器原 理简单、使用方便、运行经济，还可以分组投切保证电压合格率和合理的功率因数。我国 很多地区配电网和农网平均功率因数偏低，通过采用补偿电容器进行合理的补偿，一定能 够提高供电质量并取得明显的经济效益。
