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1、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
2、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）。 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
3、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，这些用点设备就不能维持 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。 无功功率对供、用电产生一定的不良影响，主要表现在：1. 降低发电机有功功率的输出。2. 降低输、变压设备的供电能力。3. 造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。4. 造成底功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。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
4、，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。2、功率因数电网中的电力负荷如电动机、变压器等，属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性负载的电压和电流 的相量间存在着一个相位差，通常用相位角申的余弦cos申来表示。Cos申称为功率因数，又叫力率。功 率因数是反映电力用户设备合理使用状况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标。三相功率因数 的计算公式为：UIcosUIcos =P/S式中cos申功率因数；P有功功率，kw；Q无功功率，kVar；S视在功率，kv，A。U用电设备的额定电
5、压，V。I用电设备的运行电流，A。 功率因数分为自然功率因数、瞬时功率因数和加权平均功率因数。（1）自然功率因数：是指用电设备没有安装无功补偿设备时的功率因数，或者说用电设备本身所具有的功 率因数。自然功率因数的高低主要取决于用电设备的负荷性质，电阻性负荷（白炽灯、电阻炉）的功率因 数较高，等于1。而电感性负荷（电动机、电焊机）的功率因数比较低，都小于 1。（2）瞬时功率因数：是指在某一瞬间由功率因数表读出的功率因数。瞬时功率因数是随着用电设备的类型、 负荷的大小和电压的高低而时刻在变化。（3）加权平均功率因数：是指在一定时间段内功率因数的平均值，其计算公式为： 提高功率因数的方法有两种，一种
6、是改善自然功率因数，另一种是安装人工补偿装置。 无功功率补偿的种类和特点1. 集中补偿在高低压配电所内设置若干组电容器，电容器接在配电母线上，补偿供电范围内的无功功率，如图 1 所示。1.2 组合就地补偿（分散就地补偿）电容器接在高压配电装置或动力箱的母线上，对附近的电动机进行无功 补偿，如图 2 所示。1. 单独就地补偿将电容器装于箱内，放置在电动机附近，对其单独补偿。图 3 为电容器直接接在电动机端子上或保护设备 末端，一般不需要电容器用的操作保护设备，称为直接单独就地补偿。油井使用电容补偿器后，无功功率和视在功率下确实很明显，但是为什么有功功率和单井有功电量都上升 了。这样的话，究竟是节
7、电了还是耗电增加了？无功补偿见到效果，应该有哪些体现？单井有功电量应该 有什么反应？请专家赐教！答：一般的用电负载都有线圈，如异步电动机绕组、电器的线圈等。线圈消耗感性无功（即常称为滞后无 功），电容则消耗容性无功（即常称为超前无功）。无功功率是不消耗能量的功率，只是在交流电的半个周期内暂时将电能以磁场（感性无功）或电场（容性 无功）的形式储存起来，然后再另外半个周期内将所储存的能量返还给电网。虽然无功不消耗电能，但是要储存电功率就必须通过增加电流来实现。而电流的增加，电网传输线路的损 耗将增大。所以增加无功本身不消耗功率，而是增加电流使电能传输的损耗增加。此外，由于电流的增加， 供配电设备的
8、负担加重，负载能力下降。因此，应该进行补偿。否则，电业部门将增收一定的额外收费以 作线路损耗和其它因此而造成的费用。你说：油井使用电容补偿器后，无功功率和视在功率下降确实很明显，但是为什么有功功率和单井有功电 量都上升了？其实，若油井或单井设备的工作量没有增加，有功功率和单井有功电量都不会上升。你说的情况可能是：1、无功功率占视在功率的比重上升了，或者说功率因数上升了。或者说是由于电网电 流下降，可以增加负载。2、油井或单井的用点设备增加，因才可能使有功电量上升。对于第一种情况，应该说是省电了，或能量损耗减少了；对于第二种情况，不能说不是节电，应该说提高 了供电设备的效率。也就是说，如果不补偿
9、，同样的供电设备和线路提供不了那么多的有功功率，现在补 偿后能够提供那么多的有功功率是设备的效率或利用率增加了，也是有很高的经济效益的。补偿电容器的主要作用是通过补偿无功来提高用电设备的功率因数，所以说从用电部门来讲不会有什么集 体的不同感觉，有功电量的消耗也不会有明显增加，但无功的消耗一定是明显降低的，由于供电局向工业企业供电时无功消耗也是计费的，着也就是说用电企业会因无功消耗的降低而节约很大一笔开支，在许多 地区，如果企业能将功率因数提高到 0.9 以上的，供电局会返还一定比例的电费作为奖励，如果你单位的 功率因数较高，建议你去当地的供电部门咨询一下。电网中的许多点设备是根据电磁感应原理工
10、作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电力系统中，不但有有功功率平衡，无功功率也要平式中S视在功率，KVA申P有功功率，KWPQ无功功率，kvar图一申角为功率因数角，它的余弦（cos申）是有功功率与视在功率之比即cos=P/S称为功率因数。由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，用电企业功率因数cos申越小，则所需的无功功率越大。如果无功功率不是由电容器提供，则必须由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量 需增大。这样，不仅增加供电投资、降低设备利用律 ，也将增加线路损耗。为此，国家供用电规则规定： 无功电力应就
11、地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装置无功补偿设备，并做到随其 负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。还规定用户的功率因数应达到相应的标准，否则供电部 门可以拒绝提高功率因数，防止无功倒送，从而节约电能，提高运行质量都具有非常重要的意义。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并连接在同一电路，能量在两种负荷之间 相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。当前，国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设周期短、造价低、运行维 护简便、自身损耗小。采用并联电容器进行无功补偿的主要作用1. 提高功率因数如图
12、 2 所示? 图中有功功率S1补偿前的视在功率S1S2 Q2S2补偿后的视在功率Q1补偿前的无功功率申2申1Q2补偿后的无功功率P申1补偿前的功率因数角图二申2补偿后的功率因数角由图示中可以看出，在有功功率P 一定的前提下，无功功率补偿以后（补偿量Qc=Q1-Q2），功率因数角 由申1申减小到申2，则cos申2cos0 提高了功率因数。1. 降低输电线路及变压器的损耗三相电路中，功率损耗AP的计算公式为1.P=3式中P有功功率，KWU额定电压，KV；R线路总电阻，?由此可见，当功率因数cos申提高以后，线路中功率损耗大大下降。1. 改善电压质量 线路中电压损失AU的计算公式u=3S1式中 P有
13、功功率， KW；S2Q无功功率， Kvar；Q2U 额定电压， KV；申2 申1R线路总电阻，；P图三X 线路感抗， ?。由上式可见当线路中，无功功率Q减小以后，电压损失AU也就减小了1. 提高设备出力如图3所示，由于有功功率P=Scos申，当供电设备的视在功率S 一定时，如果功率因数cos申提高，即功 率因数角由0到申2，则设备可以提供的有功功率P也随之增大到P+AP,可见，设备的有功出力提高了。 电容器容量的选者：电容器安装容量的选者，可根据使用目的的不同，按改善功率因数，提高运行电压和降低线路损失等因素 来确定。按改善功率因数确定补偿容量的方法简便、明确，为国内外所通用。根据功率补偿图（
14、如图 2）中功率之 间的向量关系，可以求出无功补偿容量 Qc,(kvar)(kvar)Qc, P 绘久P绘0$ 绘&2)式中p最大负荷月的平均有功功率，KW；tg申1、tg申2补偿前后功率因数角的正切值；cos0、cos申2补偿前后功率因数值。可利用查表法，查出每1KW有功功率、功率因数，改善前后所需补偿的容量。再乘以最大负荷的月平均 有功功率，即可计算出所需要的无功补偿容量。感性负载：即和电源相比当负载电流滞后负载电压一个相位差时负载为感性（如负载为电动机、变压器） 容性负载：即和电源相比当负载电流超前负载电压一个相位差时负载为容性（如负载为补偿电容） 阻性负载：即和电源相比当负载电流负载电压没有相位差时负载为阻性（如负载为白炽灯：电炉） 混联 电路中容抗比感抗大，电路呈容性反之为感性。来源：中国电力网
