功率因数对供电系统的影响分析及无功补偿
机电研究及设计制造 《机电技术》2010年第4期
图2 相量关系图
图3 功率三角形
功率因数对供电系统的影响分析及无功补偿
周晓华 覃金飞
(广西工学院 电子信息与控制工程系，广西 柳州 545006)
摘 要：针对工厂供电系统中常用的并联电容器无功补偿方式，介绍了并联电容器补偿的基本原理，利用MATLAB 软件分析了功率因数对供电系统的影响，讨论了三种并联电容器补偿方式下无功补偿容量的选择问题。
关键词：功率因数；供电系统；影响分析；无功补偿；补偿容量
中图分类号：TM714.1 文献标识码：A 文章编号：1672－4801(2010)04－071－03
在工厂用电设备中，虽然存在过励状态下的同步电动机等阻容性负荷以及电阻、电容与电感性质的线缆损耗，但是综合了供用电设备负荷之后的供电负荷一般呈阻感性质，甚至呈感性。因此，在运行过程中，除了消耗有功功率外，还需要大量的无功功率在电源至负荷之间交换，从而导致功率因数大大降低，这给工厂供配电系统造成了不利影响。在工厂供配电系统中，补偿无功功率提高功率因数的方法通常是并联电力电容器。根据补偿装置装设地点的不同，工厂供电系统中电力电容器的设置主要有高压集中补偿、低压成组补偿和分散就地补偿三种方式[1]。针对并联电力电容器补偿无功功率以提高功率因数的方法，本文利用MATLAB 软件分析了功率因数对工厂供配电系统的影响，并讨论了三种并联电力电容器无功补偿方式下无功补偿容量的选择方法。
1 电容器补偿原理
图1所示为电容无功补偿原理电路图，未并
联电容C 之前，RL 串联负载流过的电流为L
I ，功率因数角为1φ，在RL 串联负载上并联电容C
之后，产生电容电流C
I ，电路的功率因数角变为2φ。对应的相量关系如图2所示。
根据电路原理的相关知识可知，电感电流L
I 滞后于电压U
，1φ为滞后的功率因数角，
而电容电流C
I 超前于电压U
，2φ为超前的功率因数角。并联
电容C 后，电流I 由L I 与C
I 合成，由图2可以看出，并联电容之后，I 比I L 小，
2φ比1φ小，即功率因数提高了。
图3所示为功率三角形示意图，从图上可以明显看出功率因数的提高与无功功率和视在功率变化的关系。在有功功率P 30不变的情况下，并联电容C 后，无功功率由Q 30
减少到30
Q ′，视在功率S 30也相应地减少到30
S ′，而功率因数从φcos 提高到
'cos φ
2 功率因数对供电系统的影响分析
在图1中，设t U
314cos 2220= V ,在并联电容C 之前，RL 串联负载的有功功率P =10kW ，
功率因数cos 0.6φ=。根据功率三角形，可以得到功率因数与并联电容以及功率因数与电流I 的数学关系[2]
cos φ=
(1)
cos P
I U φ
=
(2)
通过MATLAB 编程运行之后，可以绘出功率因数与电容的关系曲线以及功率因数与电流I
的
图1 电容无功补偿原理电
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关系曲线分别如图4、图5所示。
图4 功率因数与电容的关系曲线
图5 功率因数与电流I的关系曲线
由图4可以看出，功率因数从0.6提高到0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1，所并联的电容值呈递增趋势。但是，功率因数从0.9提高到1，曲线变化越来越慢，所以在工程实际中，如果要求用户将功率因数提高到0.9以上，将大大增加电容设备的投资，带来的经济效益却并不显著，供电部门一般要求用户将功率因数保持在0.9左右。
由图5可以看出，随着并联电容值的增加，功率因数不断提高，电流I逐渐递减。
综上所述，功率因数对工厂供配电系统的影响主要表现在以下两个方面：
(1)在输送的有功功率相同的情况下，较低的功率因数将导致系统电流增加。系统电流增加将产生以下后果：
①增加供配电系统中变压器、线缆、母线、开关、互感器等供电设备的容量，从而增加系统的投资成本；
②增加供配电系统的功率损耗，从而增加系统的运行成本；
③增加电压损失，从而降低供电质量，电气设备运行条件变差。
(2)由于在低功率因数情况下，变压器输出的有功功率减少，系统输送的有功成分减少，无功成分增加，降低了供电设备的有效利用率。
3 并联电容器无功补偿容量的选择
3.1 低压电容器自动补偿
这种方式是把低压电容器组装设在车间变压器低压380V母线上，实际补偿容量随自然功率因数的变化而调整，能补偿低压母线前的高压电网、地区电网和整个电力系统的无功功率，并且能使变压器的视在功率减小，从而变压器容量可选得小一些，比较经济，由于安装在变电所低压配电室内，运行维护比较方便。对于工厂存在的谐波源，车间变压器也起到了隔离和衰减谐波的作用，有利于低压移相电容器的安全稳定运行[3]。
此方式下的补偿容量的计算可由图3推得：在图3中，并联电容C后，功率因数从cosφ提高到cosφ′，无功功率由Q30减少到
30
Q′，此时无功
功率的减少量Q30－
30
Q′即为无功功率补偿的容量Q C，即
303030
(tan tan)
C
Q Q Q Pφφ
′′
=?=? (3) 式中tanφ，tanφ′分别为补偿前后功率因数角的正切值。
3.2 高压电容器固定补偿
这种方式是在变电所6~10kV母线上集中装设移相电容器组，只能补偿6~10kV母线前所有向该母线供电的线路上的无功功率，而母线后的用户电网并没有得到无功补偿，因而对于用户来讲，经济效益较差。但由于用户6~10kV母线上无功功率变化比较平稳，因而便于运行管理和调节，而且利用率高，还可提高供电变压器的负荷能力。从全局上看可以改善地区电网，甚至区域大电网的功率因数，所以至今仍是城市及大中型工矿企业的主要无功补偿方式。其无功补偿容量可按下式确定：
30
(tan tan)(tan tan)
C av av av
Q P P
φφαφφ
′′
=?=? (4) 式中:α为月平均负载率，主要考虑由计算负荷计算出的瞬时功率因数与平均功率因数的差异而引入，通常取0.7~0.8
α=。
3.3 分散就地补偿
这种方式是将电容器组分别装设在各组用电
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设备或单独的大容量电动机处。分散就地补偿从补偿效果上看是比较理想的，但设备投资较大，且电容器在用电设备停止工作时也被一并切除，利用率不高，同时增加了管理上的不便，所以仅适用于个别容量较大且位置单独的负荷。 当装有就地补偿电容器的单台异步电动机突然与电源断开时，电容器将对电动机放电而产生自励磁现象；若补偿容量过大，又可能因电动机惯性转动而产生过电压，导致电动机损坏。所以，补偿容量应以电容器(组)的放电电流不大于电动机空载电流为限，即[4]
3010C N Q I ?=× (5) 式中，N U 为供电系统额定线电压(V)；0I 为电动机额定空载电流(A)。
另外，如果实际运行电压与电容器额定电压不一致，则电容器的实际补偿容量须进行换算，即
2
1..S C N C N C U Q Q U ??
=????
(6)
式中，1C Q 为实际补偿容量；.N C Q 为额定补偿容量；
S U 为电容器实际工作电压；.N C U 为电容器额定电
压。
4 结语
较低的功率因数将会给供配电系统带来诸多不利的影响，熟悉和掌握提高功率因数的方法在供配电系统设计中尤为重要。在实际系统中，上述三种并联电容器的无功补偿方法往往同时并存，以求合理提高各个系统位置上的功率因数。在无功补偿设计时，应根据工程的实际情况灵活的加以运用。另外，在无功补偿设计过程中，合理地选择无功补偿容量，对提高功率因数、调整电网电压、提高供电质量、保证电网安全稳定运行都有着十分重要的作用[5]。
参考文献：
[1]邹有明.现代供电技术[M].北京：中国电力出版社，2008.
[2]金波.电路分析实验教程[M].西安：西安电子科技大学出版社，2008. [3]那宏波.浅谈提高功率因数的方法[J].低压电器，2009(13)：45-47.
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作者简介：周晓华(1976年－)，男，讲师，研究方向：供配电技术、智能优化及其在电力系统中的应用。 覃金飞(1980年－)，女，讲师，研究方向：数字图象处理。
(上接第68页)
(4)针对存在的突出问题，提出了一系列整改措施，以项目承包的形式落实到各单位，明确了整改责任和整改时限，并将这些项目列入效能监察范围，加大了实施力度。 2.4 绿色能源的利用
光伏技术的应用，可以在厂区的景观照明等地方优先使用，在发展中进一步广泛应用。
3 结束语
我国是发展中国家，与发达国家相比，技术和专业管理仍相对落后，就能源利用上来说，节能节电潜力还很大，为了企业的生存和发展，钢铁企业必需把节能工作放在优先地位，为建立资源节约型、环境友好型社会而贡献一份力量。
参考文献：
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[3]苏 震. 钢铁企业节电途径探析[J].河南冶金，2009,17(2)：22-24.
作者简介：李红星(1970年－)，男，硕士研究生，高级工程师，主要从事电气自动化方面工作。
供配电系统无功补偿方案的选择
0引言 韶钢新一钢供电系统负荷存在多样性，无功功率消耗大，自然功率因数低，谐波大。因此解决好电网的无功功率补偿和谐波治理问题，对于提高炼钢供配电系统电能质量、保证设备安全运行、节能降耗、充分利用电气设备的出力等具有重要的意义。 1无功补偿 1.1无功补偿作用 在炼钢供配电系统中，电动机、变压器等设备是无功功率消耗大户，电力线路、变频器、气体放电电灯、电焊机、空调及其它大多数设备也都是无功功率消耗户。如果所需要的无功功率由外部供电网络经过长距离传送，通常不合理也不可能。如果这些所需要的无功功率不能及时得到补偿，对炼钢供电系统电能质量就会造成严重影响。无功功率补偿作用有：（1）稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。 （2）提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减小功率损耗。 （3）减少线路损失，提高电网的有功传输能力。 （4）降低电网的功率损耗，提高变压器的输出功率及运行经济效益。 （5）降低设备发热，延长设备寿命，改善设备的利用率。 （6）高水平平衡三相的有功功率和无功功率。1.2无功补偿方法及原则 配电网中常用的无功补偿方式包括：在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台用电设备附近安装并联电容器(就地补偿)等。目前，常采用的无功补偿方式有就地无功补偿、分散无功补偿和集中无功补偿。就地无功补偿采用电容器直接装于用电设备附近，与其供电回路相并联，常用于低压网络；分散无功补偿常采用高压电容器分组安装于电网的10kV和6kV配电线路的杆架上、公用配电变压器的低压侧、用户各车间的配电母线上，达到提高电网的功率因数、降低供电线路的电流、减少线损的目的；集中无功补偿采用变电站或高压供电电力用户降压变电站母线上的高压电容器组，也包括集中装设于电力用户总配电高低压母线上的电容器组，其优点是有利于控制电压水平，且易于实现自动投切，利用率高，维护方便，能减少配电网、用户变压器及专供线路的无功负荷和电能损耗，但是不能减少电力用户内部各条配电线路的无功负荷和电能损耗。 根据P＝S cosφ，当功率因数cosφ＝1时，有功功率P等于变压器的视在功率S，而当功率因数为0.6～0.7时，如不进行补偿，供电变压器的效率就很难提高，如1000kVA的变压器仅能带600~700kW的有功功率。 供配电系统无功补偿方案的选择 刘火红，陆吉利，李权辉，左文瑞 （宝钢集团广东韶关钢铁有限公司炼钢厂，广东韶关512123） 摘要：介绍无功补偿的作用、方法及原则，分析炼钢供配电系统负荷性质及无功补偿的必要性，并提出各供配电系统的无功补偿方案。 关键词：负荷；无功补偿；功率因数 Selection of Reactive Power Compensation Scheme for Distribution System LIU Huo-hong,LU Ji-li,LI Quan-hui,ZUO Wen-rui (Steel Plant of Guangdong Shaoguan Iron&Steel Co.,LTD of Baosteel Group,Shaoguan512123,China) Abstract:The function,method and principle of reactive power compensation are introduced.The nature of the supply load and distribution system of steel making and the necessity of reactive power compensation are analyzed.The reactive pow-er compensation programs of the power supply and distribution system are proposed. Keywords:load;reactive power compensation;power factor 作者简介：刘火红（1972-），三电主管，电气工程师，从事电 气自动化管理工作。 收稿日期：2013-10-15 电力专栏 89 2014 自动化应用3期
无功补偿及功率因数知识
交流电在通过纯电阻的时候，电能都转成了热能，而在通过纯容性或者纯感性负载的时候，并不做功。也就是说没有消耗电能，即为无功功率。当然实际负载，不可能为纯容性负载或者纯感性负载，一般都是混合性负载，这样电流在通过它们的时候，就有部分电能不做功，就是无功功率，此时的功率因数小于1，为了提高电能的利用率，就要进行无功补偿。 电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性电抗，在运行过程中需要向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器、同步调相机等容性设备以后，可以供给感性电抗消耗的部分无功功率小电网电源向感性负荷提供无功功率。也即减少无功功率在电网中的流动，因此可以降低输电线路因输送无功功率造成的电能损耗，改善电网的运行条件。这种做法称为无功补偿。 配电网中常用的无功补偿方式有哪些？ 无功补偿可以改善电压质量，提高功率因数，是电网采用的节能措施之一。配电网中常用的无功补偿方式为：在系统的部分变、配电所中，在各个用户中安装无功补偿装置；在高低压配电线路中分散安装并联电容机组；在配电变压器低压侧和车间配电屏间安装并联电容器以及在单台电动机附近安装并联电容器，进行集中或分散的就地补偿。 1、就地补偿 对于大型电机或者大功率用电设备宜装设就地补偿装置。就地补偿是最经济、最简单以及最见效的补偿方式。在就地补偿方式中，把电容器直接接在用电设备上，中间只加串熔断器保护，用电设备投入时电容器跟着一起投入，切除时一块切除，实现了最方便的无功自动补偿，切除时用电设备的线圈就是电容器的放电线圈。 2、分散补偿 当各用户终端距主变较远时，宜在供电末端装设分散补偿装置，结合用户端的低压补偿，可以使线损大大降低，同时可以兼顾提升末端电压的作用。 3、集中补偿 变电站内的无功补偿，主要是补偿主变对无功容量的需求，结合考虑供电压区内的无功潮流及配电线路和用户的无功补偿水平来确定无功补偿容量。35KV变电站一般按主变容量的10%-15%来确定；110KV变电站可按15%-20%来确定。 4、调容方式的选择 (1)长期变动的负荷 对于建站初期负荷较小，以后负荷逐渐增大的情况，组装设无载可调容电容器组。户外安装时可选用可调容集合式电容器；户内安装时可选用可调容柜式电容器装
国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则
国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 为进一步加强国家电网公司无功补偿装置的技术管理工作，规范电网无功补偿的配置要求，提高电网的安全、稳定、经济运行水平，国家电网公司在广泛征求公司各有关单位意见的基础上，制定完成了《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》，并于8月24日以国家电网生［2004］435号印发，其全文如下： 国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV 电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV 及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。
第四章 异步电动机的功率因数与无功补偿.doc
第四章异步电动机的功率因数与无功补偿 §4-1异步电动机的功率因数与无功功率的经济当量 §4-2 电动机无功补偿的分类 §4-3电动机就地补偿的技术经济效益 §4-4绕线型感应电动机的转子进相器 §4-1异步电动机的功率因数与无功功率的经济当量 工矿企业消耗的无功功率异步电动机约占70%。不少电动机负载率很低，经常处在轻载或空载运行，功率因数普遍不高。负载率愈低，则功率因数愈低，无功功率相对于有功功率的百分比更为显著地浪费电能。因此对于异步电动机采用就地无功补偿以提高功率因数、节约电能，减少运行费用以及提高电能质量具有重要的意义。 用户功率因数的高低，直接关系到电网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约用电和整个供电区域的供电质量。但在实际电力系统中异步电动机作为传统的主要负荷使电网产生感性无功电流，这些无功电流都导致电网中产生大量的无功功率。在无功功率传递过程中会消耗大量的有功功率率，由于安装了无功补偿容量，减少了无功功率传输而降低的有功功率损耗值与无功功率减少值的比值，即输送的无功功率减少1 kvar（或增加1 kvar 无功补偿容量）时所减少的有功功率损耗值就是无功功率的经济当量。 线路的有功功率损耗值为：
安装无功补偿容量Q bch 后，有功功率损耗值为： 减少的有功功率损耗为： 无功补偿的经济当量为： 其中C y 为无功功率通过线路时引起的有功功率损耗的单位损耗值；Q bch /Q 为无功功率的相对降低值，称为补偿度。 当补偿度很低，即Q bch <>Q 时， C bch ＝C y 说明补偿容量越大，对减小有功损耗的作用越小，并非补偿容量越大越经济。补偿容量的大小需通过技术经济比较来确定。 232232222332210101010L LP LQ S R P Q P R U U P Q R R U U P P ----?+==?=?+?=+22 ' 3322()1010bch L Q Q P P R R U U ---=?+?'32(2)10bch bch L L Q Q Q P P P R U --?=-=?32232(2)10(2)10(2)(2)bch L bch bch bch LQ bch bch y Q Q P C R Q U Q QQ R QU P Q Q C Q Q Q ---?==?-=?=-=-
电力系统无功补偿论文
电力系统的无功优化、补偿及无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 电气与信息工程学院 自动化13-2 马春野 20131802
电力系统的无功优化、补偿及 无功补偿技术对低压电网功率因数的影响 一前言 随着国民经济的迅速发展，用电量的增加，电网的经济运行日益受到重视。降低网损，提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门面临的实际问题，也是电力系统研究的主要方向之一。特别是随着电力市场的实行，输电公司（电网公司）通过有效的手段，降低网损，提高系统运行的经济性，可给输电公司带来更高的效益和利润。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿,不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性, 而且可以降低有功网损和无功网损,使电力系统能够安全经济运行。 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。 二无功优化和补偿的原则和类型 1、无功优化和补偿的原则 在无功优化和无功补偿中，首先要确定合适的补偿点。无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定： 1)根据网络结构的特点，选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制； 2)根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点。 3)无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动，以提高系统运行的经济性。 4)网络中无功补偿度不应低于部颁标准0.7的规定。 2、无功优化和补偿的类型 电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补偿而且包括感性无功功率的补偿。在超高压输电线路中(500kV及以上)，由于线路的容性充电功率很大，据统计在500kV 每公里的容性充电功率达1.2Mvar／km。这样就必须对系统进行感性无功功率补偿以抵消线路的容性功率。如实际上，电网在500kV的变电所都进行了感性无功补偿，并联了高压电抗和低压电抗，使无功在500kV电网平衡。
浅析工厂供配电系统无功补偿的益处
浅析工厂供配电系统无功补偿的益处 文章分析了并联电容器作为无功补偿装置的基本原理以及在工厂供配电系统中的效益和补偿方法，同时介绍了通过选择电气设备和合理运行电气设备来提高自然功率因数的具体节能措施。通过合理选择和运行电气设备以及无功功率补偿提高低压电网和用电设备的功率因数，已成为节电工作的一项重要措施。 标签：无功补偿；节能；有功功率；无功功率；功率因数 前言 我公司是属于典型的机械加工企业，用电设备以电焊机和拖动机床的感应电动机为主，都是感性负载，所以我公司的自然功率因数很低，达不到有关电力设计规程规定：高压供电的工厂，最大负荷时的功率因数不得低于0.9，达不到要求，必须进行人工补偿。此外，变压器本身也是大感性负载需要消耗较多的无功功率，所以系统无功消耗很大，必须进行人工补偿。下面笔者以并联电容器补偿方式为例进行论述。 1 无功补偿的基本原理 在交流电路中，如果是纯电阻电路，电能都转化成了热能，而在通过纯容性或纯感性负载的时候，并不做功，也就是不消耗电能，即为无功功率。当然实际负载一般都是混合性负载，这样电能在通过负载时，就有一部分电能不做功，就是无功功率，此时的功率因数小于1，为了提高电能的利用率，就要进行无功补偿。 无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由并联补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。 S1为功率因数改善前的视在功率；S2为功率因数改善后的视在功率 2 无功补偿的效益 2.1 提高功率因数 2.1.1 基本原理 在交流纯电阻电路中，负载中的电流IR与电压U同相位，纯电感负载中的电流IL滞后于电压90°，而纯电容的电流IC则超前于电压90°，如图所示。可
功率因数与无功补偿
功率因数与无功补偿 发表时间：2009-11-25T11:02:58.357Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年7月上旬刊供稿作者：刘志军[导读] 功率因数是衡量企业供电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标之一刘志军（河南巩义中孚实业有限公司博奥分公司电气项目部）摘要:企业电力系统中感性负荷居多，它们增加了系统中的无功吸收，减少了系统容量的有效利用，我们可以利用电容器组来补偿系统的无 功吸收，提高功率因数，合理利用系统设备容量。关键词：功率因数无功功率有功功率 0 引言 功率因数是衡量企业供电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标之一，通常使用cosφ表示，我们可以用以下几项来介绍功率因数的重要性，及提高功率因数的方法。 1 有功功率和无功功率 企业的用电设备大部分都用电磁感应原理来工作的，比如：变压器、电焊机、电磁感应式电动机等等，它们都是靠电能转化成电磁能再转化为电能或机械能来实现的能量转换，这样，用电设备就必须从电网上吸收两种能量，一部分能量用于做功，即前边提到得机械能或热能，这部分能量大部分是为了满足生产和生活的需要，称为有功功率。另一部分能量用来产生交变磁场，它是变压器、电焊机或电感线圈形成能量转换和传输的介质，没有了磁场，就没有了传输能量的介质，从而使能量只能在电源或用电设备内部消耗，而不能对外传输，不能对外做功，这部分功率叫做无功功率。无功，顾名思义就是无用功，其实它并不是没有用，没有它，任何能量都只能自己消耗，不能传输，然而它确实在能量转换的过程中没有转换成其它能量，所以叫作无功功率。有功功率和无功功率都是电能运用所必须的，若有功功率不足，就不能满足用电负荷的需要，会将电网电压拉低，系统发电机的转速变慢，发电频率降低，影响用电质量，威胁发电厂和各用电设备的安全。若无功功率不足，系统电压也会降低，电流将会升高，电机过流过热，会导致用电设备绝缘破坏，甚至烧毁。 2 功率因数 功率因数是衡量企业供电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标之一，通常使用cosφ表示。一个供电设备的供电容量通常是用视在功率表示，字面意思就是我们所能看到的功率，即表见功率，但不是真实功率，它的真实功率是由视在功率和功率因数的乘积决定的。所以说功率因数是一个非常重要的供电指标，而视在功率是由有功功率的平方与无功功率的平方和，开跟号得到的。视在功率确定后，有功功率分量高就称为功率因数高，有功功率分量低就称为功率因数低，有功功率和无功功率都是靠发电机发出的，然而用电设备所需要的功率会因设备的感性和容性不同而不同，当用电设备是感性时，用电设备的电压会超前电流90°；当用电设备是容性时，电流超前电压90°，两个分量将在一条直线上，但方向相反，用电设备中感性的居多，所以这就需要一个容性的负荷进行无功补偿了。 3 有功功率和无功功率的三角关系 上述讲的有功功率和无功功率可以用直角三角形的关系来描述：三角形的两条直角边，一个表示有功功率，一个表示无功功率，它们的斜边就是视在功率，有功功率和视在功率之间的夹角就是功率因数角，功率因数角的余弦值就是功率因数。无功功率越少，功率因数角就越小，它的余弦值就越大，有功功率和视在功率就越接近，也就是说，能量的转换效率也就越高。这就提出了一个问题，怎样减少发电机的无功输出？或者说怎样减少感性负何的无功吸收？ 4 提高功率因数的意义 由上述3可以看出，要使发电厂和供电所更有效利用资源进行电能的转换和传输，就必须合理的进行有功功率和无功功率的分配，在无功功率配置合理的情况下，尽量的多发有功，减少无功功率的输出。那就要提高用电设备的功率因数。当供电系统中输送的有功功率维持恒定的情况下，无功功率增大即功率因数的降低，就会引起：①系统中输送的总电流增大，使电气元件，如变压器、电抗器、导线等容量增大，从而扩大了企业投资；②由于无功功率增大，造成输电电流增大，从而也会增大供电设备的有功损耗；③因为系统中的总电流增大，所以电压损失增大，造成调压困难；④对发电机来说，转子温度升高，发电机达不到预期出力；⑤由于系统电流增大，系统电压降低，会造成其他设备不能正常出力。所以，我们必须提高供电系统的功率因数。 5 提高功率因数和无功补偿 企业的感性负荷大部分是异步电动机，运行时要消耗一定的无功功率，使得电动机和输电线路的电流增大，如果给电动机增加就地补偿电容，不但可以使线路及配电装置的输送电流减小，而且还可以减少有功损耗，减少初期的投资容量。下面给出异步电动机的无功补偿计算公式，以供大家参考：设补偿前电动机的无功功率为Q1，补偿电容器后的无功功率为Q2，则补偿电容器的无功功率为: Qc=Q1-Q2=P1(tanφ1-tanφ2)= 式中：P1、P2为电动机运行时输入/输出的有功功率，η为电动机运行时的效率，φ1、φ2为电容器补偿前后的功率因数角。 补偿前的功率因数：cosφ1=(cosφe)1/k ，式中：cosφe为电动机额定负载时的功率因数，可从产品目录中查得，k为电机定子电流负载率，k=I1/Ie，其中I1为电机运行时的实测定子电流（A），Ie为电机的额定电流（A）。 补偿后的功率因数一般是0.95左右，如果再高，投入的成本太大，不经济，确定了所需补偿的无功功率Qc之后，那么补偿电容量C= 式中：f为电源频率（Hz），Ue为电机额定电压（V），Qc为电容补偿的无功功率（Var）。 注意：个别补偿的电容容量应根据电动机的功率、负载率及电网情况适当考虑，避免过补偿或欠补偿状态的出现。 6 补偿方式 工业企业中常用的电容器补偿方式大概有三种：集中补偿、分组补偿和单个补偿。企业电力系统的补偿方式的选择，要视企业的具体情况而定。比如：从无功就地平衡来说，单个补偿的效果最好（单个补偿应用于大容量、长期运行、无功功率需要较大的设备，或者输电线路较长的设备，不便于实现分组补偿的场合，这种方式可以减少配线电流，导线截面，配电设备的容量），不论采取什么样的补偿方式，补偿电容必须选择适当，而这一切都是为了提高电力系统的功率因数。 7结束语
工厂供配电系统无功补偿的作用与收益
工厂供配电系统无功补偿的作用与收益 1.无功补偿的基本原理 在交流电路中，如果是纯电阻电路，电能都转化成了热能，而在通过纯容性或纯感性负载的时候，并不做功，也就是不消耗电能，即为无功功率。当然实际负载一般都是混合性负载，这样电能在通过负载时，就有一部分电能不做功，就是无功功率，此时的功率因数小于1，为了提高电能的利用率，就要进行无功补偿。 无论是工业负荷还是民用负荷，大多数均为感性。所有电感负载均需要补偿大量的无功功率，提供这些无功功率有两条途径：一是输电系统提供；二是补偿电容器提供。如果由输电系统提供，则设计输电系统时，既要考虑有功功率，也要考虑无功功率。由输电系统传输无功功率，将造成输电线路及变压器损耗的增加，降低系统的经济效益。而由并联补偿电容器就地提供无功功率，就可以避免由输电系统传输无功功率，从而降低无功损耗，提高系统的传输功率。 S1为功率因数改善前的视在功率；S2为功率因数改善后的视在功率 2.无功补偿的效益 2.1 提高功率因数 2.1.1 基本原理 在交流纯电阻电路中，负载中的电流IR与电压U同相位，纯电感负载中的电流IL滞后于电压90°，而纯电容的电流IC则超前于电压
90°，如图所示。可见，电容中的电流与电感中的电流相差180°，它们能够互相抵消。 电力系统中的负载大部分是感性的，因此总电流I将滞后于电压一个角度φ，如果将并联电容器与负载并联，则电容器的电流IC将抵消一部分电感电流，从而使电感电流IL减小到IL'，总电流从I减小到I'，功率因数将由cosφ提高到cosφ'，这就是并联电容器补偿无功功率提高功率因数的原理（如图2）。 由于电容器与电感性负载并联安装，所以，当电感性负载吸收能量时，正好并联电容器释放能量。而电感性负荷放出能量时，并联电容器却在吸收能量，能量在两者之间转换。即：电感性负载所吸收的无功功率，可由并联电容器所输出的 2.1.2 节省企业电费开支 提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对用电企业的功率因数规定了最低数值（一般规定基数为cosφ=0.9），低于规定的数值，需要罚款多收电费，高于规定的数值，可奖励相应的减少电费。 供电部门在收取电费时，按照行业标准规定：根据每月的实际功率因数，在高于或低于基数0.9时，按照规定的电价计算出当月的电费后，再按照上表所规定的百分数进行奖惩，增减电费。 无功功率的节能对用户来说，就是最大可能的提高功率因数，减少无功计量，把实际功率因数保持在0.95以上，以降低电费。以我公司
浅论配电系统中智能低压无功补偿技术
浅论配电系统中智能低压无功补偿技术 【摘要】本文对传统无功补偿技术的特点及缺点进行了简要阐述，并对智能无功补偿技术中的投切开关技术和智能无功补偿控制器等做了详细分析。通过采用智能低压无功补偿技术，电网中的电压质量得到显著提高，电能损耗情况得到明显改善，给现代电力行业带来了可观的经济效益。 【关键词】智能电压质量无功补偿投切开关功率因数配电监测 1 引言 在我国，电力行业越来越表现出高电压和大容量的特点。与以前地方性的小电网不同，我国电网系统逐渐形成了大区域联网的形式，由此表现出对先进电网系统节能技术越来越迫切的需求。除此之外，由于当今电力系统都采用大规模和大容量的形式，这就对电力系统自身的稳定性提出了非常高的要求。面对上述电力系统的发展状况，传统的低压无功补偿技术已经无法满足电力行业的要求，现代智能低压无功补偿技术受到了电力行业越来越广泛的认可。智能低压无功补偿系统不仅兼具传统无功补偿技术的特点，还具有对电能综合配电和谐波检测等功能。 2 对传统低压无功补偿技术的特点和缺点分析 传统低压无功补偿技术通常采用无功补偿电容器的形式，这种无功补偿设备在结构上比较简单，便于使用，而且在费用上也有一定优势。但是这种补偿方法也有其自身的缺陷，主要表现为以下几个方面。（1）传统低压无功补偿技术只对单一的信号进行检测，采用三相电容器对三相电源同时补偿。该补偿方法对负载为电动机类的三相负载作用比较明显，然而对负载为家用电器等单相设备而言就会出现补偿不当的情况，因为单相用电设备不需三相电源全补，从而导致欠补或者过补等情况的发生。（2）传统低压无功补偿技术一般将交流接触器作为投切开关。交流接触器在进行投切响应时反应不灵敏，而且接触器进行投切动作时其自身会产生冲击电流，这些冲击电流不仅影响了电网的电能质量，同时也大大降低了接触器的使用寿命，从而造成开关故障的频繁发生，增加了电网维护成本。（3）传统的低压无功补偿技术只对电网电压、电流以及功率因数进行控制，投切开关技术一般采用循环或编码投切方式。这种补偿技术显然考虑的方面比较有限，他不仅无法对系统配电进行有效监测，类似于电压平衡以及区域的无功优化因素会大大影响其对电网的控制效果。 3 智能低压无功补偿技术分析 3.1 对投切开关技术的特性分析 智能低压无功补偿技术的投切开关主要有三种：第一种是以过零触发可控硅为控制单元的开关电路，应用可控硅使得其投切动作非常迅速，并且对电网不产
提高功率因数的意义和方法
提高功率因数的意义和方法
提高功率因数的意义和方法 1.功率因数 在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S 功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据,功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数, 功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。 电能占企业成本的5％～30％，有些企业占得更高。因此如何提高电能的利用率和使用效率，保证电能质量，是企业节能提效的重要手段。绝大多数企业是用电动机作为机械的原动机，而电动机是感性负载，功率因数并不高，因此企业的能源消耗中无功能源消耗占了很大成份。尽可能的减少无功能量的消耗，是企业节能的头等大事。对于企业而言，供电损耗主要是电动机损耗、低压线路损耗、高压线路损耗和变压器损耗。安装无功补偿装置后功率因数提高，线路电流会下降，这样线路损耗降低，变压器的有功损失也会降低。电动机损耗（即效率）是电动机本身固有的，目前Y系列的电动机的效率一般都在85％～95％。但电动机的功率因数将影响整个电网的效率。用电系统装设无功补偿设备，提高功率因数，对于企业的降损节电、用电系统的安全可靠运行具有极为重要的意义 2.影响功率因数的主要因素 异步电动机和电力变压器。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,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。 供电电压。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。 3.提高功率因数的意义 ⑴提高功率因数可以提高设备的利用率 由于有功功率：P=UI COSφ,当U和I为定值时,P∞COSφ,这就是说在电源 提供同样的视在功率UI情况下,有功功率P与功率因数COSφ的大小成正比。 我们知道,电源设备的容量都是根据额定电压UN和额定电流IN确定的,因 此其额定视在功率为SN=UN IN。它表示该设备允许输出的最大有功功率,换句话 说,假如负载COSφ=1,P=UN IN COSφ=UN IN=SN,此时电源的容量全部转换成有
《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》
《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV 及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。 第八条35kV及以上电压等级的变电站，主变压器高压侧应具备双向有功功率和无功功
浅析配电网无功补偿技术
浅析配电网无功补偿技术 【摘要】运用合理的无功补偿技术不仅能提高电网输送电能效率和设备利用率，还可以提高供电系统的电压质量。本文介绍了无功补偿的作用及其重要性，着重介绍了配电网无功补偿技术的演变过程和优化后的补偿方案，以便读者对配电网无功补偿技术的演变有全面的了解，更好地指导配电网的安全、经济运行。 【关键词】配电网；无功补偿；可靠性；方案优化 1 配电网无功补偿的作用及其重要性分析 电力系统传输有功功率和无功功率，其中无功功率虽然不对外部做功，但它可以形成感应电磁场，进而为电力系统变压器等感性器件提供正常工作必须的能量，因此，无功功率是电力系统中不可缺少的一部分。然而，电力系统中大多数元器件和负荷都要消耗无功功率，一旦无功电功率短缺将占据在电力系统无功功率，降低电网的功率因数，引起电力系统中其他器件输出功率降低，同时增加线损，降低供电系统的电压质量。无功功率不宜长距离传输。因此，必须在消耗无功功率的地方产生无功功率，即采用就地无功补偿技术。由于该项技术可以提高系统功率因数，减少变压器等设备和线路的损耗，进而使设备利用率提高，同时也能够使电网电压得到稳定并且还提高供电系统的电压质量。在长距离输电线路中安装无功补偿设施还可以提高输电能力和线路稳定性。因此，研究无功补偿技术具有重要性意义。据调查统计，我国电力系统中配电网无功功率不足或分布不合理的问题最为突出，大部分配电设备的自然功率因素约为0.7，也就是说配电网的电能损耗约有50% 是无功功率不足引起的，严重影响了配电网电压质量，用户对电能质量的需求很难得到满足。因此，在配电网中无功补偿技术的研究是非常重要的。 2 配电网曾经采用的无功补偿技术介绍 2.1 主要以纯电容器补偿形式为主 电容器较为脆弱，容易受到外部因素的影响。由于电网中大量谐波的存在，在无功补偿时若都以纯电容补偿方式，容易导致谐波电流放大，从而破坏配电网投切开关、补偿电容器和其他电气设备的相关元器件。 2.2 以接触器作为投切开关的方式为主 接触器运用于投切开关时，响应时间往往非常长。在用电设备上无功变化很快，或有冲击载荷的分布网络中，无法有效地实现跟踪补偿。因为电容器投入运行时会有涌流现象，所以电容器被切除时容易产生过电压，电容器再次投入运行前必须将电容器进行完全的放电。
浅谈电网中功率因数及无功补偿
浅谈电网中功率因数及无功补偿 摘要：介绍电力系统中影响电网功率因数的主要因素以及无功补偿的方法。实现节能、减排、低碳环保。 关键字：电网、功率因数、无功补偿、节能 前言 在电力系统中，由于许多设备大多都是感性负载，在运行中不仅要消耗有功功率，设备本身也消耗无功功率，从而使功率因数降低。功率因数的提高直接影响电网供电质量的好坏。如果功率因数过低，将使有功功率输出减少，无功功率增加，导致电能损耗加大、利用率降低。关系到节约电能和供电质量。 功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，增加了线路供电损失，因此供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S 1、影响功率因数的主要因素 首先我们先了解一下功率因数是怎么产生的，在正弦的交流电路中，用电设备在正常的工作中，消耗功率分为两部分：一是有功功率；二是无功功率。当有功消耗为一定时，无功功率消耗的减少，就提高功率因数。当无功功率消耗为0时，那么功率因数就为1，使得电能利用率达到100%。影响功率因数的主要因数分为以下几种： 1.1异步电动机和电力变压器是消耗无功的主要设备 异步电动机的定子与转子之间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因数。而异步电动机所耗用的无功功率是其空载时的无功功率和一定负载下无功功率两部分组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止空载运行。变压器消耗的无功主要成份是它的空载运行，因此提高电力系统和企业的功率因数，就需要变压器不能空载运行或者低负荷运行。 同时工厂中由于有大量的电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，同样也消耗大量的无功功率，从而使功率因数降低。 1.2供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响 当供电电压高于额定值的10%是，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长的很快。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使他们的功率因数有所提高。供电电压降低会影响电器设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系
配电系统无功补偿技术分析
配电系统无功补偿技术分析 发表时间：2018-07-06T10:51:15.743Z 来源：《电力设备》2018年第8期作者：何业波 [导读] 摘要：随着人们对配网建设的重视和无功补偿技术的发展，配电网的无功补偿技术问题得到了较好的解决。 （国网安徽省电力有限公司和县供电公司安徽马鞍山 238200） 摘要：随着人们对配网建设的重视和无功补偿技术的发展，配电网的无功补偿技术问题得到了较好的解决。本文从降低网损和提高供电质量的角度出发，探讨了无功补偿的作用及几种补偿方式，重点分析了配电无功补偿方法、配置技术和经济效益，对配电网无功补偿工作有积极的促进作用。 关键词：配电系统；无功补偿；补偿技术 1.无功补偿的合理配置原则 从电网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一部分的无功功率，尤以配电网所占比重最大。为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输 配电设备的效率，无功补偿设备的配置应按照“分级补偿，就地平衡”的原则合理布局。 （1）总体平衡与局部平衡相结合，以局部平衡为主。首先要满足整个县局电网的无功电力平衡，其次要满足变电所、10kV配电线路的无功电力平衡。如果无功电源的布局、补偿容量和补偿位置选择不合理，局部地区的无功电力不能就地平衡，就会造成不同分区之间无功电力的长途输送和交换，使电网的功率损耗和电能损耗增加。因此，在规划过程中，要在总平衡的基础上，研究各个局部的补偿方案，求得最优化的组合，才能达到最佳的补偿效果。 （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，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。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，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。利用并联电容器进行无功补偿，其主要目的是为了达到无功电力就地平衡，减小网络中的无功损耗，以降低线损。同时也可以利用电容器的分组投切，对电压进行适当的调整，这是补偿的辅助目的。在一般情况下，以降损为主，调压为辅。 2.电力无功补偿技术 2.1电力负荷的功率因数 功率因数是指电力网中通过线路、变压器的视在功率供给有功功率所占百分数。在电力网的运行中，希望功率因数越大越好，如能做到这一点，则通过电力设备的视在功率将大部分用来供给有功功率，以减少无功功率的传输，减少有功功率损耗。适当提高用户的功率因数，可以充分发挥供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量。 影响功率因数的主要因素：首先我们知道功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外，还需要无功功率。当有功功率P一定时，如减少无功功率Q，则功率因数便能够提高。在极端情况下，当Q为零时，则其功率因数为1。因此，提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。 2.2并联电容器补偿无功功率的作用及方法 电力电容器作为补偿装置有两种方法：串联补偿和并联补偿。串联补偿是把电容器直接串联到高压输电线路上，以改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗。这种补偿方法的电容器称作串联电容器，应用于高压远距离输电线路上，用电单位很少采用。并联补偿是把电容器直接与被补偿设备并接到同一电路上，以提高功率因数。这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器，用电企业都是采用这种补偿方法。按电容器安装的位置不同，通常有三种方式。 （1）集中补偿电容器组集中装设在企业或地方总降压变电所的6～10kV母线上，用来提高整个变电所的功率因数，使该变电所的供电范围内无功功率基本平衡。可减少高压线路的无功损耗，而且能够提高本变电所的供电电压质量。 （2）分组补偿将电容器组分别装设在功率因数较低的车间或村镇终端变配电所高压或低压母线上，也称为分散补偿。这种方式具有与集中补偿相同的优点，仅无功补偿容量和范围相对小些。但是分组补偿的效果比较明显，采用得也较普遍。 （3）就地补偿将电容器或电容器组装设在异步电动机或电感性用电设备附近，就地进行无功补偿，也称为单独补偿或个别补偿方式。这种方式既能提高为用电设备供电回路的功率因数，又能改善用电设备的电压质量，对中、小型设备十分适用。 3.无功补偿技术在供电系统中的应用 3.1变电站无功补偿技术 变电站是一个供电区域的供电中心，用不同电压等级的配电线路向用户供电。按照“分级补偿，就地平衡”的原则，配电线路和电力用户应该基本达到无功功率平衡，不向变电站索取无功电力。容性无功补偿装置以补偿主变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿。容性无功补偿装置的容量可根据主变压器容量来确定，可按主变压器容量的10％～30％配置，并满足220～500kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95的要求。当主变压器单台容量为40MVA及以上时，每台主变压器应配置不少于两组的容性无功补偿装置。变压器为建立并维持交变磁场所需消耗的无功功率约占30％，一般约为其额定容量10％～15％，他的空载无功功率约为满载时的1/3。变压器的无功功率损耗由两部分组成，励磁支路的无功功率损耗和绕组漏抗中的无功功率损耗。励磁支路的无功功率损耗与变压器所施加的电压有关，绕组漏抗中的无功功率损耗与变压器的通过功率成比例。无功功率不宜长距离输送，所以一般在超高压枢纽变电站主变压器低压侧安装无功补偿装置来满足无功功率的就地平衡，使其平衡在系统额定电压运行水平。 3.2配电线路的无功补偿 （1）以分支线路所带配电变压器的空载无功损耗来确定分组补偿容量；（2）选择负荷较大的分支线确定补偿点；（3）小分支和个别配电变压器，可视为主干线上的近似均匀分佰负荷，可按需要确定补偿点和补偿容量；（4）所有配电变压器的负载无功损耗均以用户自
电力系统电压与无功补偿
现代生产和现代生活离不开电力。电力部门不仅要满足用户对电力数量不断增长的需要，而且也要满足对电能质量上的要求。所谓电能质量，主要是指所提供电能的电压、频率和波形是否合格，在合格的电能下工作，用电设备性能最好、效率最高，电压质量是电能质量的一个重要方面，同时，电压质量的高低对电网稳定、经济运行也起着至关重要的作用。 1 电压与无功补偿 电压顾名思义就是电(力)的压力。在电压的作用下电能从电源端传输到用户端，驱动用电设备工作。 交流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分将用于作功而被消耗掉，这部分电能将转换为机械能、光能、热能或化学能，我们称 为“有功功率”。另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有作功，由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。在电力系统中，除了负荷无功功率外，变压器和线路的电抗上也需要大量无功功率。
国际电工委员会给出的无功功率的定义是：电压与无功电流的乘积 为无功功率。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件活动所需要的功率交换称为无功功率。
我们以电感元件和电容元件的并联回路来说明这个问题，见图1a，在电压的作用下，电感回路中电流滞后电压90°，而在电容回路中电流却是超前电压90°，即在同一电压作用下，任一瞬时，IL和IC在时间轴对称。我们将每一瞬间电感上的电压与电感电流IL相乘得到电感的功率曲线PL(图1b)，同样的，将电容上的电压与电容电流IC相乘得到电容的功率曲线PC(图1c)。 如图2a所示，功率在第二个和第四个1/4周期内电感在吸收功率，并把所吸 电感收的能量转化为磁场能量；而在第一和第三个1/4周期内