无功补偿及功率因数知识
功率型电阻器的功率因数校正与无功补偿原理
功率型电阻器的功率因数校正与无功补偿原理功率因数是衡量电路中有功功率和视在功率之间关系的指标。
在电力系统中，功率因数的大小直接影响到电能的利用效率和电网的稳定性。
如果功率因数低于理想值1，就会导致电路中的无功功率增加，电网输电能力减小，浪费了电能资源。
因此，为了提高功率因数和降低电网的无功功率，我们需要采取一些措施，其中之一就是使用功率型电阻器。
功率型电阻器是一种能够提供可控无功功率的装置。
它通过改变电路中的阻抗，实现对电流的调节，进而校正功率因数并进行无功补偿。
具体来说，功率型电阻器可以通过调整其电阻值来改变电路中的阻抗，根据电路的实际需要提供相应的无功功率。
功率型电阻器的校正原理是基于牛顿第一定律（也称惯性定律）和欧姆定律。
根据牛顿第一定律，电路中的电流会随着电压的变化而变化。
根据欧姆定律，电流与电阻之间存在线性关系。
因此，通过调节功率型电阻器的电阻值可以控制电路中的电流大小，从而实现对功率因数的校正。
具体而言，当电路中的功率因数低于理想值1时，即存在较大的无功功率，我们可以通过增加功率型电阻器的电阻值来提高电路的阻抗，从而减小电流中的无功功率。
反之，当电路中的功率因数高于1时，即存在较大的有功功率，我们可以通过减小功率型电阻器的电阻值来降低电路的阻抗，从而减小电流中的有功功率。
通过这种方式，功率型电阻器可以校正电路中的功率因数，达到提高电能利用效率、降低电网无功功率的目的。
功率型电阻器的无功补偿原理则是基于无功功率的概念。
无功功率是指交流电路中能量来回转换的功率，实际上是电路中存储能量的流动。
如果在电路中存在较大的无功功率，会造成电流的浪费和电网的负担增加。
为了解决这个问题，可以利用功率型电阻器提供可控的无功功率，对电网中的无功功率进行补偿。
通过调整功率型电阻器的电阻值，我们可以改变电路中的阻抗，从而实现无功功率的补偿。
当电路中由于电感或电容等元件的存在导致有较大的无功功率时，我们可以通过增加功率型电阻器的电阻值来提高电路的阻抗，从而减少电路中的无功功率。
变电站设施的无功补偿与功率因数控制
变电站设施的无功补偿与功率因数控制无功补偿和功率因数控制是变电站设施中非常重要的技术措施，用于控制电力系统中的无功功率流动，并维持合适的功率因数。
在本文中，我们将探讨无功补偿和功率因数控制的定义、作用、方法和设备。
无功补偿是指通过在电力系统中增加或吸收无功功率来控制电网中的无功功率流动。
正常运行的电力系统中，有功功率（即实际用电功率）和无功功率（即反应电路电压和电流相位差的功率）在电网中同时存在。
而无功功率在电网中的流动会引起电压波动、电网损耗增加等问题，影响电力系统的稳定性和效率。
因此，为了维持电力系统的稳定运行，就需要对无功功率进行补偿。
功率因数是用来衡量电路在传输有用功率方面的效率的指标。
功率因数的理论范围是-1到1之间，数值越接近1，表示电路的效率越高。
当功率因数低于0.9时，电网的稳定性和能效会受到影响。
功率因数控制的目标是维持电路的功率因数在合适的范围内，以确保电力系统的高效、稳定运行。
无功补偿和功率因数控制的方法一般分为静态和动态两种。
静态无功补偿主要包括无功电容器和无功电抗器的使用，通过调整这些无功组件的接入或退出来实现无功功率的平衡。
无功电容器可用于增加无功功率，从而提高功率因数；而无功电抗器则可以吸收无功功率，来降低功率因数。
动态无功补偿主要依靠无功补偿装置，如静止无功发生器（STATCOM）和静止无功补偿（SVC）等，来通过快速响应的方式来进行无功功率的调节。
在变电站设施中，常见的无功补偿和功率因数控制设备有自动电容器组、静止无功发生器（STATCOM）和静止无功补偿（SVC）等。
自动电容器组是一种用于自动控制电容器接入和退出的装置，通过感受电力系统中的功率因数变化，实时调整电容器的数量，从而维持合适的功率因数。
STATCOM和SVC是一种现代化的无功补偿装置，能够通过控制电压和电流的相位，实时调整无功功率流动，以实现无功补偿和功率因数控制的目标。
无功补偿和功率因数控制的实施对电力系统的稳定性和可靠性有着重要的影响。
功率因数及无功补偿介绍
2.2 提高功率因数的方法
电容补偿无功功率原理
电流在电感元件中作功时，电流滞后于电压90°，而电流在电 容元件中作功时，电流超前电压90°，在同一电路中，电感电 流与电容电流方向相反，互差180°，如果在电感元件电路中有 比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量 与电压矢量之间的夹角缩小，相应的功率因数就得到提高。由 于无功补偿设备投资及本身也要消耗一定的能耗，所以说这是 一种折中的提高功率因数的方法。
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1.3 无功功率
无功功率（Q）
在交流电路中，具有电感（电容）的电路里，电感（电容）在 半周期的时间里把电源的能量变成磁场（电场）的能量贮存起 来，在另外半周期的时间里又把贮存的磁场（电场）能量送还 给电源，它们只是与电源进行能量交换，并没有真正消耗能量， 我们把与电源交换能量的振幅值叫做无功功率，以字母 Q 表示， 主要单位乏(var)、千乏(Kvar)，它是在电气设备中建立和维持 磁场和电场的电功率，它与电压、电流间的关系： Q=UIsinφ sinφ=Q/S。测量无功功率的仪表称为无功功率表，简称无功表
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名词解释
静止无功补偿器（SVC） 于20世纪70年代兴起，现在已经发展成为很成熟的FACTS装置， 其被广泛应用于现代电力系统的负荷补偿和输电线路补偿（电 压和无功补偿），在大功率电网中，SVC被用于电压控制或用 于获得其它效益，如提高系统的阻尼和稳定性等；这类装置的 典型代表有：晶闸管控制电抗器（TCR）和晶闸管投切电容器 （TSC）它不再采用大容量的电容器，电感器来产生所需无功 功率，而是通过电力电子器件的高频开关实现对无功补偿，特 别适用于中高压电力系统中的动态无功补偿。静止无功补偿器 是一种没有旋转部件，快速、平滑可控的动态无功功率补偿装 置。它是将可控的电抗器和电力电容器（固定或分组投切）并 联使用。电容器可发出无功功率（容性的），可控电抗器可吸 收无功功率（感性的）。通过对电抗器进行调节，可以使整个 装置平滑地从发出无功功率改变到吸收无功功率（或反向进 行），并且响应快速。
浅谈功率因数与无功补偿的关系
浅谈功率因数与无功补偿的关系摘要：功率因数的高低关系到输配电线路、设备的供电能力，也影响到其功率损耗。
本文从理论上分析了功率因数与无功补偿关系。
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。
关键词：功率因数;无功补偿一、前言功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标，用电设备在消耗有功功率的同时，还需大量的无功功率由电源送往负荷,功率因数反映的是用电设备在消耗一定的有功功率的同时所需的无功功率。
电网中无功功率消耗很大，大约有50％的无功功率消耗在输、变、配电设备上,50％的无功功率消耗于电力用户。
为了减少无功功率消耗和由此而造成的电网有功损耗,就必须减少无功功率在电网中的流动，即提高电网负荷的功率因数，从而达到节约电能,降低损耗的目的。
二、影响功率因数的主要因素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。
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。
1）供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响2）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3)异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备以上是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、能够使电力网功率因数提高的方法。
就是加装无功补偿设备，使电网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。
三、无功补偿的方法提高功率因数的主要方法是采用无功补偿技术，根据我国国情和电网现状，采用并联电容器作为无功补偿设备，是最经济的，同时安装维护最为方便。
现将采用电容器进行无功补偿的几种常用方式简述如下：1）站内集中实偿补偿点位于10～110kV变电站的10kV出线上，补偿设备安装于变电站内的户内或户外，为出线支路上所有负荷提供无功电源,补偿上一级电网的无功损耗。
浅谈工业企业功率因数及无功补偿
浅谈工业企业功率因数及无功补偿作者：刘广军来源：《世界家苑》2017年第05期摘要：本文阐述了功率因数的概念、提高功率因数的意义及方法，并结合企业实际情况介绍了无功补偿的实施情况和效果。
关键词：功率因数、无功补偿1、功率、功率因数在电网中，功率分为有功功率、无功功率和视在功率。
交流电网中，由于有阻抗和电抗（感抗和容抗）的同时存在，所以电源输送到电器的电功率并不完全做功。
凡实际为电器（电阻性质）所吸收的电功率叫有功功率，常用单位为kW（千瓦），而电感和电容所储的电能仍能回输到电网，这部分功率在电源与电抗之间进行交换，交换而不消耗，称为无功功率，常用单位为kVar（千乏）。
电压和电流的乘积称为视在功率，用字母S表示，常用单位为kVA（千伏安）。
有功功率与视在功率的比值就是功率因数，用COS表示。
COS=P/S在一定的有功功率下，当用户的COS比较小，视在功率比较大，为了满足用电的需要，供电线路和变压器的容量需要大，这样，增加了供电投资、降低设备利用率，也增加线路网损。
负载的功率因数过低，供电设备的容量不能充分利用，在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时，通过输电线路的电流增大，导线电阻的能量损耗和导线阻抗会造成电压降。
所以，功率因数是电力系统中的一个重要指标。
在工业企业中，由于存在大量的电动机和变压器，电动机和变压器运行时需要建立磁场，造成电流滞后电压，功率因数较低，因此需要对其进行就近和就地补偿。
2、提高功率因数的意义2.1提高功率因数有利于充分利用供电设备的容量，使同样的供电设备为更多的用电器供电。
每个供电设备都有额定的容量，即视在功率S，有功功率越大，电路中的有功功率P就越大，提高功率因数，可使同等容量的供电设备向用户提供更多的功率，提高供电设备的能量的利用率。
2.2提高功率因数有利于减少供电线路上的电压降和能量损耗在交流电路中，故用电器的功率因数越高，则电路中的电流就越小，输电线和设备的电压降和功率损耗就越小。
无功补偿计算公式知识讲解
无功补偿计算公式1、无功补偿需求量计算公式：补偿前：有功功率：P 1= S 1*COS 1ϕ有功功率：Q 1= S 1*SIN 1ϕ补偿后：有功功率不变，功率因数提升至COS 2ϕ，则补偿后视在功率为：S 2= P 1/COS 2ϕ= S 1*COS 1ϕ/COS 2ϕ补偿后的无功功率为：Q 2= S 2*SIN 2ϕ= S 1*COS 1ϕ*SIN 2ϕ/COS 2ϕ补偿前后的无功差值即为补偿容量，则需求的补偿容量为：Q=Q 1- Q 2= S 1*( SIN 1ϕ-COS 1ϕ*SIN 2ϕ/COS 2ϕ)= S 1*COS 1ϕ*(1112-ϕCOS —1122-ϕCOS ) 其中：S 1-----补偿前视在功率； P 1-----补偿前有功功率Q 1-----补偿前无功功率；COS 1ϕ-----补偿前功率因数S 2-----补偿后视在功率；P 2-----补偿后有功功率Q 2-----补偿后无功功率；COS 2ϕ-----补偿后功率因数2、据此公式计算，如果需要将功率因数提升至0.9，在30%无功补偿情况下，起始功率因数为：Q=S*COS 1ϕ*(1112-ϕCOS —1122-ϕCOS ) 其中Q=S*30%，则：0.3= COS 1ϕ* (1112-ϕCOS —19.012-) COS 1ϕ=0.749 即：当起始功率因数为0.749时，在补偿量为30%的情况下，可以将功率因数正好提升至0.9。
3、据此公式计算，如果需要将功率因数提升至0.9，在40%无功补偿情况下，起始功率因数为：Q=S*COS 1ϕ*(1112-ϕCOS —1122-ϕCOS ) 其中Q=S*40%，则：0.4= COS 1ϕ* (1112-ϕCOS —19.012-) COS 1ϕ=0.683即：当起始功率因数为0.683时，在补偿量为40%的情况下，可以将功率因数正好提升至0.9。
浅析电力系统中的功率因数及无功补偿方式
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 。 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 。 低压集中补偿的优点 ： 接
备是无功功率的主要消耗者 。 据有关的统计 ， 在Ｔ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 ６ ０ ％～ ７ ０ ％；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 ６ ０ ％ ～７ ０ ％。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 。
仅为 Ｑ （ Ｑ ＜ Ｑ ） ， 此时虽然系统中的无功功率也能平衡 ， 但平衡条件所
决定的电压水平为 ｕ ，而 ｕ显然低于 Ｕ ｎ 。在这种情况下 ，虽然可 以采 取某些措施 ， 如改变某 台变压器 的变 比来提高局部地 区的 电压水平 ， 但 整个系统的无功功率仍然不足 ， 系统 的电压质量得不到全面改善 。 这种 平衡是系统无功功率不足时达到的平衡 ，是 南于系统的电压水平下降 ， 无功功率负荷本身具有 的电压调节效应 ， 使全 系统 的无功功率需求有所
下降而达到的平衡 ， 是 南于系统 的电压水平下降 ， 无功功率负荷本身具
有 的电压调节效应 ，使全系统 的无功功率需求有所下降而达到的 。
功率因数无功补偿计算
功率因数无功补偿计算功率因数无功补偿是电力系统中的重要内容，通过调整无功功率的变化来改善系统的功率因数，提高系统的电能利用率。
以下是功率因数无功补偿计算的一些相关参考内容。
1. 定义和原理功率因数是指电路中的有功功率和视在功率之间的比值，其范围在0到1之间。
当功率因数为1时，说明电路中只有有功功率，无无功功率，此时电能的利用率最高。
但实际中，许多负载如电感、电容设备会由于自身特性造成无功功率的产生，降低了系统的功率因数。
为了提高功率因数，需要对电路进行无功补偿。
无功补偿的原理是通过在电路中加入适当的电容器或电感器，使得其产生的无功功率与负载产生的无功功率相互抵消，从而达到提高功率因数的目的。
2. 无功补偿的计算方法(1) 电容补偿电容补偿主要用于消除负载电感所产生的无功功率。
计算电容补偿的容量首先需要通过负载的无功功率来确定。
一般情况下，负载无功功率可以通过电流、电压和功率因数来计算。
例如，对于单相负载，可以使用以下公式进行计算：无功功率 = 电流 ×电压 ×无功功率因数其中，电流和电压可以通过测量获得，无功功率因数一般根据负载的类型进行选择，如感性负载可选择-0.9，容性负载可选择0.9。
计算得到无功功率后，可以通过以下公式计算所需电容的容量：C = 无功功率/ (2πf × 电压^2)其中，C为所需电容的容量，f为电源频率。
(2) 电感补偿电感补偿主要用于消除负载电容所产生的无功功率。
计算电感补偿的大小时，同样需要根据负载的无功功率来确定。
对于单相负载，可以使用以下公式进行计算：无功功率 = 电流 ×电压 ×无功功率因数其中，电流和电压可以通过测量获得，无功功率因数一般根据负载的类型进行选择，如感性负载可选择0.9，容性负载可选择-0.9。
计算得到无功功率后，可以通过以下公式计算所需电感的大小：L = 无功功率/ (2πf × 电压^2)其中，L为所需电感的大小，f为电源频率。
电路中的功率因数校正与无功补偿
电路中的功率因数校正与无功补偿电力系统是现代社会不可或缺的重要组成部分，而电路中的功率因数校正与无功补偿则是电力系统运行中必不可少的技术手段。
本文将探讨功率因数和无功补偿的基本概念，并介绍功率因数校正和无功补偿的原理、方法和应用。
通过对这些内容的学习，我们可以更好地理解电路中功率因数校正和无功补偿的重要性，以及如何应用这些技术手段来提高电力系统的稳定性和效率。
1. 功率因数的概念与意义功率因数是描述交流电路中有功电能和无功电能之间相互关系的参数。
它是用来衡量电路中所消耗的有功功率与所输送的总功率之间的比值。
功率因数的数值介于0到1之间，当功率因数接近1时，电路的效率更高，而功率因数接近0时，电路的效率更低。
因此，正确校正和补偿功率因数对于提高电路的效能和稳定性至关重要。
2. 无功补偿的原理与方法无功补偿是通过对电路中的电容器和电感器进行合理地配置和控制，以实现无功功率的补偿和消除。
通过引入补偿装置，可以提高功率因数，改善电压质量，减小电力系统中的电流和电压波动，提高电路的稳定性。
常用的无功补偿技术包括静态无功补偿（SVC）、静止无功发生器（STATCOM）和动态无功补偿（DSTATCOM）等。
3. 功率因数校正的原理与方法功率因数校正是通过合理地调整电路中的有功功率和无功功率之间的比例关系，来改善功率因数。
常用的功率因数校正技术主要包括并联电容器、串联电感器和自动功率因数校正装置等。
并联电容器可以增加电路中的无功功率，从而提高功率因数；串联电感器可以减少电路中的有功功率，同样可以实现功率因数的校正。
4. 功率因数校正与无功补偿的应用功率因数校正和无功补偿技术广泛应用于电力系统中，以提高系统的运行效率和经济性。
在工业生产和商业领域，采用功率因数校正和无功补偿技术可以减少电能的损耗，优化电力负载，降低能耗成本。
在电力输配系统中，通过无功补偿和功率因数校正，可以提高电力系统的稳定性，减少电网的损耗，增加输电距离，降低电力系统的负荷损耗。
功率因数与无功补偿-PPT课件
通合知识培训教材
概念 介绍 无功 补偿 校正 技术 功率因数提高的好处
谐波电流使变压器的铜损耗增加，引起 局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热 等。 谐波污染也会增加电缆等输电线路的损 耗。而且谐波污染对通讯质量有影响。当电 流谐波分量较高时，可能会引起继电保护的 过电压保护、过电流保护的误动作。 因此，如果系统量测出谐波含量过高时， 除了电容器端需要串联适宜的调谐（detuned） 电抗外，并需针对负载特性专案研讨加装谐 波改善装置。
通合知识培训教材
概念 介绍 无功 补偿 校正 技术 对于功率因数改善
电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等， 大多属于电感性负荷，这些电感性的设备在运行过程中不仅需 要向电力系统吸收有功功率，还同时吸收无功功率。因此在电 网中安装并联电容器无功补偿设备后，将可以提供补偿感性负 荷所消耗的无功功率，减少了电网电源侧向感性负荷提供及由 线路输送的无功功率。由于减少了无功功率在电网中的流动， 因此可以降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成 的电能损耗，这就是无功补偿的效益。 无功补偿的主要目的就 是提升补偿系统的功率因数。因为供电局发出来的电是以KVA 或者MVA来计算的，但是收费却是以KW，也就是实际所做的 有用功来收费，两者之间有一个无效功率的差值，一般而言就 是以KVAR为单位的无功功率。大部分的无效功都是电感性，也 就是一般所谓的电动机、变压器、日光灯……，几乎所有的无 效功都是电感性，电容性的非常少见，例如：变频器就是容性 的，在变频器电源端加入电抗器可提高功率因数。
功率因数与无功补偿
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概念 介绍 无功 补偿 校正 技术 组件 功能 典型
1
功率因数的概念
新能源电力基础知识十五：视在功率、有功功率、无功功率和功率因数
新能源电力基础知识十五：视在功率、有功功率、无功功率和功率因数一、什么是视在功率、有功功率、无功功率、功率因数？•视在功率是表示交流电器设备容量的量。
等于电压有效值和电流有效值的乘积。
它相当于在给定电压和电流下所能获得的最大有功功率。
视在功率不用瓦特（W）为单位，而用伏安（VA）或千伏安（kVA）为单位。
•有功功率是指单位时间内实际发出或消耗的交流电能量，是周期内的平均功率。
单相电路中等于电压有效值、电流有效值和功率因数的乘积。
多相电路中等于相数乘以每相的有功功率。
单位为瓦W、千瓦KW。
•无功功率是指在具有电抗的交流电路中，电场或磁场在一周期的一部分时间内从电源吸收能量，另一部分时间则释放能量，在整个周期内平均功率是零，但能量在电源和电抗元件（电容、电感）之间不停地交换。
交换率的最大值即为“无功功率”。
单相交流电路中，其值等于电压有效值、电流有效值和电压与电流间相位角的正弦三者之积。
单位为Var、kVar。
•功率因数是指交流电路有功功率对视在功率的比值。
用户电器设备在一定电压和功率下，该值越高效益越好，发电设备越能充分利用。
常用cosΦ表示。
功率因子基本不可能为1,故1KW（有功功率）≠1KVA（视在功率）。
•功率因数角是指交流电路中相电压和相电流之间的相位差，也成为阻抗角。
二、在交流电力系统中，他们之间的三角关系如下图：三、为什么要进行无功补偿？无功补偿是电力系统中不可或缺的一个环节。
通过进行无功补偿，可以降低电力系统的能耗，提高传输效率；维护电力系统的稳定性和可靠性；提升电力质量，保障用户的正常用电需求。
因此，无功补偿的重要性不可忽视，不仅为电力系统的高效运行提供了有力的保障，也为我国节能减排和可持续发展做出了重要贡献。
降低电力系统的能耗，提高电力传输效率：在电力传输过程中，无功功率会导致电流与电压的相位差，进而会增加输电线路的电阻损耗。
通过无功补偿，可以实现电流与电压的同相，从而降低线路传输中的无功损耗，提高电力传输效率。
功率因数与无功补偿
通合知识培训教材
概念 介绍 无功 补偿 校正 技术 功率因数提高的好处
④ 减少了用户的电费支出；透过上述各元件损失的减少及功 率因数提高的电费优惠。 此外，有些电力电子设备如整流器、变频器、开关电源等； 可饱和设备如变压器、电动机、发电机等；电弧设备及电光源 设备如电弧炉、日光灯等，这些设备均是主要的谐波源，运行 时将产生大量的谐波。谐波对发动机、变压器、电动机、电容 器等所有连接于电网的电器设备都有大小不等的危害，主要表 现为产生谐波附加损耗，使得设备过载过热以及谐波过电压加 速设备的绝缘老化等。 并联到线路上进行无功补偿的电容器对谐波会有放大作用， 使得系统电压及电流的畸变更加严重。另外，谐波电流叠加在 电容器的基波电流上，会使电容器的电流有效值增加，造成温 度升高，减少电容器的使用寿命。
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(即开关)。通过 控制、保护装臵与电机同时投切。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、配臵方便灵活、维护简单、 事故率低等优点。
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概念 介绍 无功 补偿 校正 技术 功补偿的一般方法
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 补偿投切装臵作为控制保护装臵，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。
无功补偿
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无功补偿原理
正弦波的特征量：
Im
i
i I m sin t
t
Im
特征量:
： 电流幅值（最大值）
： 角频率（弧度/秒）
： 初相角
两种正弦信号的相位关系
同 相 位
i2
2 1
i1
i2
1 2 t i 与 i2同相位 1
1 2 0
低压动态无功补偿装置
共补：
用接触器投切电容器称为MSC。接触器投入过程中，产生非常大 的电流，也就是常说的合闸涌流，实验表明合闸涌流严重时可 达电容器额定电流的50倍。这不仅影响电容器和接触器的使用 寿命，而且对电网造成冲击，影响其它设备的正常工作。其缺 点：涌流大，寿命短，故障多，维修费用高。 用无触点开关投切电容器称为TSC技术。它的平均动态响应时间 ≤10ms，最大20ms,控制器最快响应时间≤20ms，多组投切一次 到位≤40ms。 它投切是无涌流、无噪音、无过压、不怕灰尘、对电网不产生 污染、使用寿命长、可长时间免于维护、电容切除后不必放电 可马上投入等优点。 它彻底解决了快速变化和冲击负荷的补偿，尤其是一次到位的 寻优投切，有效的抑制电压闪变。对于像电焊机、点焊机。轧 钢机、油田抽油机等负载采用传统投切方式无法进行补偿， KFTBBWD型低压无功补偿装置可以圆满解决以上问题。
或
无功补偿与节电
2、增加电网的传输能力，提高设备利用率 由公式可知，在保持S不变时，功率因数提高后，可多输送有功 功率。
P S cos
无功补偿与节电
3、减少设备容量
P S COS
由公式可知，在保持P不变时，功率因数提高后，设备的容量将 减少。 4、改善电压质量
浅谈功率因数及无功补偿
浅谈功率因数及无功补偿一、引言在电气工程中，功率因数及无功补偿是非常重要的概念。
实际上，对于一些大型工业或商业企业而言，功率因数及无功补偿不仅关乎能源效率和节能，还关乎经济效益和生产效率。
本文将从功率因数和无功补偿这两个方面进行阐述，探讨它们的概念、作用、应用以及影响。
二、功率因数1.概念功率因数，通常用符号PF表示，是表示电路中有用功与总功率之比的指标。
功率因数可以看作是描述电力系统效率的指标。
理想情况下，功率因数等于1，也就是电路中只有有用功，没有无用功。
而实际情况下，功率因数通常低于1，这是由于电路中存在一定的无功功率而引起的。
2.作用功率因数的大小直接影响电路的运行效率和经济性。
功率因数越大，电路的效率越高，节能效果越好。
否则，电路中无用功对线路的容量、输电损耗、变压器容量等都会造成不必要的负担，电费会增加，且不利于电力系统的稳定运行。
3.应用在实际工程中，功率因数的影响很大，因此需要通过补偿来提高功率因数。
通常采用的无功补偿方式是在电路中增加并联电容器或并联感性元件，来消除电路中的无功功率，提高功率因数。
此外，还可以通过变压器自耦变压法等方式进行补偿。
三、无功补偿1.概念无功补偿是一种通过附加无功元件(电容器、电感器等)来对电路的无功功率进行补偿的技术。
由于电器设备在工作过程中会产生一定的无功功率，这些无功功率对电力设备和系统的稳定性有很大的影响。
通过进行无功补偿，可以使电力系统更加稳定，保证设备的正常运行。
2.作用无功补偿可以改善电路的功率因数，减少电能的损耗，并延长电气设备的寿命。
此外，无功补偿还可以提高系统的电压，保持电力系统的稳定，避免电能浪费，并为实现节能和减碳做出贡献。
3.应用无功补偿通常采用并联电容器或并联电感器的方法进行，来实现对电路中无功功率的补偿。
同时，无功补偿要根据不同的负载情况进行调整和升级，保证补偿效果最佳。
四、影响功率因数和无功补偿未能达到标准要求，不仅会造成电路过载，影响设备运行效率，还会造成电能的浪费，增加无用电费和输电损耗。
无功补偿培训资料
晋城集团培训资料杭州银湖电气设备有限公司目录一、无功补偿的基础知识1、什么是功率、功率因数2、为什么需要提高功率因数3、无功补偿的基本原理4、无功补偿的方法5、无功补偿的意义二、补偿设备介绍1、补偿设备的种类2、主要元件及作用3、接线形式三、高压无功补偿成套装置1、概述2、工作原理3、型号4、控制原则5、出厂试验四、操作维护事项1、安装、调试2、通电步骤3、成套产品故障处理4、维护第一篇、基本概念1、有功功率，无功功率，视在功率，功率因数有功功率（P）：实际为电器所吸收的电功率无功功率（Q）：交流电网中，由于有阻抗和电抗（感抗和容抗）的同时存在，电感和电容所储的电能仍能回输到电网，这部分功率在电源与电抗之间进行交换，交换而不消耗，称为无功功率。
视在功率（S）：在交流电网中，如负载是纯电阻，电压和电流是同相位，那么电压和电流的乘积就是有功功率，但在有电感或电容的电路中，电压和电流有着相位差，所以电压和电流的乘积并不是负载电路实际吸收的电功率，而是表面上的数值，叫做视在功率功率因数（COSφ）有功功率与视在功率的比值就是功率因数Q单相电路中：S=UXIP=U*I* cosφQ=U*I* sinφS=√P2+Q2三相电路中：S=√3U*IP=√3U*I* cosφQ=√3U*I* sinφS=√P2+Q2感性无功：感性负荷产生的无功（电机、变压器等）容性无功：容性负荷产生的无功（电容器）2、为什么要提高功率因数在一定的有功功率下，当用户企业cosφ越小，其视在功率也越大，为满足用电的需要，供电线路和变压器的容量也越大，这样不仅增加供电投资，降低设备利用率，也将增加线路网损。
负载的功率因数过低，供电设备的容量不能充分利用，在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时，负载的功率因数越低，通过输电线路的电流越大，导线电阻的能量损耗和导线阻抗会造成电压降，所以功率因数是电力经济中的一个重要指标。
根据全国用电规则规定，在电网高峰负荷时，用户的功率因数应达到的标准：高压用电的工业用户和高压用电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为0.9以上，其它100KV A 及以上电力用户和大中型电力排灌站，功率因数为0.85以上：农业用电功率因数为0.80以上。
功率因数无功补偿计算
功率因数无功补偿计算功率因数是指电源电路中有用功与视在功之间的比值，常用来衡量电路的功率利用效率。
功率因数可以分为正功率因数和负功率因数两种情况，正功率因数表示电路的有用功大于无功功率，负功率因数表示电路的有用功小于无功功率。
在实际的电力系统中，无功功率是电力系统中的一个重要指标，它与电源的功率因数有直接关系。
当电路的功率因数小于1时，电路中会产生大量的无功功率，这样既浪费了电能又影响了电网的稳定运行。
因此，在电力系统中，通常需要对功率因数进行补偿，减少无功功率的损耗。
无功功率的补偿可以通过并联无功电容器或者串联电感器来实现。
对于容性无功补偿，其原理是通过并联电容器消耗无功功率，提高电路的功率因数。
而对于感性无功补偿，其原理是通过串联电感器产生感性无功功率，补偿电路中的电感无功功率。
对于已知电路参数的情况下，计算功率因数无功补偿可以按照以下步骤进行：1.确定电路的功率因数（PF）与无功功率（Q）。
功率因数可以通过实际功率（P）与视在功率（S）的比值计算得到，无功功率可以通过视在功率与功率因数的乘积计算得到。
PF=P/SQ=S*√(1-PF^2)2.根据需要提高功率因数的目标，计算需要补偿的无功功率（Qc）。
需要补偿的无功功率是当前无功功率与目标功率因数之间的差值。
Qc = Qtarget - Q3.根据电源电压和频率，计算所需的无功补偿容量或电感值。
容性无功补偿需要根据补偿电压和频率计算所需的电容值，而感性无功补偿需要根据补偿电压和频率计算所需的电感值。
对于容性无功补偿，C=Qc/(2*π*f*U^2)对于感性无功补偿，L=Qc/(2*π*f*U^2)其中，C为所需的电容值，L为所需的电感值，Qc为需要补偿的无功功率，f为电源频率，U为电源电压。
4.选择合适的电容器或者电感器进行无功补偿。
根据所求得的电容值或者电感值，选择合适的电容器或者电感器进行无功补偿，使得电路的功率因数达到目标值。
需要注意的是，无功功率补偿应根据实际应用情况进行。
无功补偿与电力系统的功率因数关系
无功补偿与电力系统的功率因数关系无功补偿是一种在电力系统中常用的措施，用于改善功率因数，提高电力系统的效率和稳定性。
在本文中，我们将探讨无功补偿与电力系统功率因数之间的关系，并介绍一些常见的无功补偿设备。
一、功率因数的定义和意义功率因数是指电力系统中有功功率与视在功率之比，通常用符号cosφ或PF表示。
在理想情况下，我们希望功率因数接近于1，这意味着系统中的有功功率和视在功率几乎相等，电能得到最有效的利用。
然而，在实际电力系统中，存在着大量的电感性负载，如电机、变压器等，这些设备会产生无功功率。
无功功率对于电力系统来说是一种浪费，会导致电流、电压的失真，影响系统的稳定性和效率。
因此，通过无功补偿来减少无功功率，提高功率因数是至关重要的。
二、无功补偿技术无功补偿技术是指通过采用适当的电气设备来减少或抵消电力系统中的无功功率，以提高功率因数的方法。
常见的无功补偿设备包括静态无功补偿装置（STATCOM）、电容器组、静态无功自动补偿装置（SVC）等。
1. 静态无功补偿装置（STATCOM）STATCOM是一种通过控制无功电流来实现电力系统无功补偿的设备。
它采用功率电子器件，能够快速响应系统的需求，并能够根据电压、电流变化自动调节无功功率的输出。
通过使用STATCOM，可以减少或消除电力系统中的无功功率，从而提高功率因数。
2. 电容器组电容器是一种电气设备，可以储存和释放电能，用于补偿电力系统中的无功功率。
当电力系统中存在电感性负载时，通过连接适当的电容器组，可以提供负载所需的无功功率，从而抵消电感性负载产生的无功功率，改善功率因数。
3. 静态无功自动补偿装置（SVC）SVC是一种通过调节电力系统电流的相位和振幅来实现无功补偿的设备。
它采用多级电压型逆变器和电容器组，可以快速调节无功功率的大小和相位，用于控制电流和电压的波形，以达到提高功率因数的目的。
三、无功补偿与功率因数的关系无功补偿对于提高功率因数具有重要作用。
第四章 异步电动机的功率因数与无功补偿
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 ＝2C y ;当补偿容量很大，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 LQS 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---∆==⨯-=⨯=-=-§4-2 电动机无功补偿的分类就无功补偿原则方案来讲，电动机的无功补偿属于末端补偿，通常又称为就地补偿。
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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
置。
其基本原理为将电容器按二进制方式分成二组，通过分接开关或隔离开关选择投切组合，可以实现三档容量可调。
随着负荷的改变，可以人工断电后改变投切组合满足某一时间段的无功平衡。
这种场合可以装设无功自动调容装置，该装置可以满足无人值守综合自动化的要求。
（3）短时段内负荷频繁变化的场合
该场合宜装可快速跟踪的瞬态无功补偿装置。
由于电容器每次投切前却必须保证电容器没有残存的电荷，而电容器放电即使通过放电线圈亦需要数秒的时间，所以高压瞬态无功补偿装置（也称SVC）一般都是固定补偿最大容量的电容器，同时并联一组容量可调的电抗器，通过快速调整电抗器的输出无功，从而达到无功瞬态平衡的目的。
电抗器的调整技术主要有可控硅控制空心并联电抗器及直流偏磁调感两种方式，其中以前者较优，但价格较高。
什么条件下需要计算无功补偿？应注意些什么？
100KVA以下的才不需要计算无功，100KVA的也要计算，这是国家规定的。
变电站的无功补偿一般原则是就地补偿，所以大型的高电压的变电所一般不需要无功补偿，不远距离输送无功，只有在110KV及以下的变电所10KV母线上才需要无功补偿。
（1）在轻负荷时不允许过补偿，否则由于无功补偿容量过大，会使功率因数超前，向电网倒送无功，是不经济的；
（2）在不同功率因数的条件下，每千乏补偿容量取得的补偿效益是不相同的。
功率因数愈高时，每千乏补偿容量对减少无功功率在输送过程中造成的损耗的作用，将相应变小。
如提高后的功率因数接近1，则补偿设备的投资将增加，投资的效益将减小。
因此通常情况下，将功率因数提高到0.95左右为好。
这样亦体现了合理补偿，以取得最佳技术经济效益的原则。
什么叫无功补偿装置？有哪些？
总的来说“无功补偿装置”就是个无功电源。
一般电业规定功率因数为低压0.85以上，高压0.9以上。
为了克服无功损耗，就要采用无功补偿装置来解决。
电力系统中现有的无功补偿设备有无功静止式补偿装置和无功动态补偿装置两类，前者包括并联电容器和并联电抗器，后者包括同步补偿机(调相机)和静止型无功动态补偿装置(SVS)。
并联电抗器的功能是：
1)吸收容性电流，补偿容性无功，使系统达到无功平衡；
2)可削弱电容效应，限制系统的工频电压升高及操作过电压。
其不足之处是容量固定的并联电抗器，当线路传输功率接近自然功率时，会使线路电压过分降低，且造成附加有功损耗，但若将其切除，则线路在某些情况下又可能因失去补偿而产生不能允许的过电压。
改进方法是采用可控电抗器，它借助控制回路直流的励磁改变铁心的饱和度(即工作点)，从而达到平滑调节无功输出的目的。
工业上采用
1.同步电机和同步调相机；
2.采用移相电容器；
目前大多数采用移相电容器为主。
无功补偿对于降低线损有哪些作用？
电网的损耗分为管理线损和技术线损。
管理线损通过管理和组织上的措施来降低；技术线损通过各种技术措施来降低。
无功补偿是利用技术措施降低线损的重要措施之一，在有功功率合理分配的同时，做到无功功率的合理分布。
按照就近的原则安排减少无功远距离输送。
对各种方式进行线损计算制定合理的运行方式；合理调整和利用补偿设备提高功率因数。
1、提高负荷的功率因数
提高负荷的功率因数，可以减少发电机送出的无功功率和通过线路、变压器传输的无功功率，使线损大为降低，而且还可以改善电压质量、提高线路和变压器的输送能力。
2、装设无功补偿设备
应当根据电网中无功负荷及无功分布情况合理选择无功补偿容量和确定补偿容量的分布，以进一步降低电网损耗。
农村低压客户的用电现状以及无功补偿在低压降损中的作用有哪些？
90年代以前，农村低压用电以居民生活用电为主，其负荷主要是照明用白炽灯，不仅用电量少而且负荷性质基本是纯电阻性(COSφ≈1)，而低压动力用户的负荷功率因数虽然较低，但其用电量占总售电量的比例较小，故影响不大。
近些年来，由于各种现代家用电器的迅速普及和大量使用，居民生活用电不仅用电量有了较大的增长，更重要的是其负荷性质有了很大的改变。
与此同时，低压动力客户电量增长迅速，近几年已经占到了农村总用电量比重的60％～70％，主要以纺织
行业、机械加工为主，而且动力客户的用电量明显呈现出继续增长趋势。
这些动力客户，其设备自然功率因数较低（COSφ＝0.6～0.7），且经常处于低功率因数运行状况。
目前，纯居民生活用电的农村综合变已经不存在了，绝大多数农村综合变的非普工业用电占到60％以上（小集镇公用变和排灌变除外）。
由于低压动力客户都没有进行无功就地补偿，网改时由于资金不足等原因也未考虑低压无功补偿问题，导致农村综合变的功率因数很低，基本上在0.6～0.7之间，即无功功率在配电线路上引起的有功损耗实际上超过了有功功率在配电线路上引起的有功损耗。
因此，从技术面分析，无功功率引起的有功损耗已经成为影响整个低压配电系统线损率最主要的技术因素。
经过实践，无功补偿技术的应用为电力企业和客户带来了双赢的局面。
对客户来讲，合理进行随机补偿，可以降低电流，减少内线损耗，提高设备出力；对供电企业来说，无功补偿技术改造后，配变可以降低损耗，使得配变利用率提高，满足了更多动力客户的供电需求。
从一定程度上缓解农村综合变容量不足的矛盾，可以将有限的电网建设资金用得更为合理。
无功补偿的对象主要是需用动力设备容量在10千瓦以上的客户；补偿的方法应以随机补偿为主，实现无功就地平衡。
从补偿数量上来讲，理论上讲可以考虑按现有动力设备容量1：1~1：1.2来进行就地补偿。
考虑到农村动力客户单台设备容量都较小，生产情况随着经济形势经常变化，可以考虑采用小容量的电容器（如2千乏、4千乏）等合理进行分组配置或者按现有动力设备容量1：0.6~1：0.8进行补偿以避免过补偿。
从补偿后效果来看，补偿后动力电流可以下降1／3以上，有些甚至能下降一半电流，台区线损基本上可以降低2~4个百分点，可以起到较好的降损效果。