研究专题4 无功补偿与功率因数提高
电力系统的无功补偿技术研究与应用
电力系统的无功补偿技术研究与应用概述无功补偿技术在电力系统中发挥着重要的作用，它能够提高电力系统的功率因数，提高电能的利用效率，并改善电力系统的稳定性和可靠性。
本文将就电力系统的无功补偿技术进行深入研究，探讨其工作原理、分类及应用情况。
一、无功补偿技术的工作原理当发电机组向电力系统供电时，由于电感元件的存在，导致电流与电压存在一定的相位差，即存在无功功率的流失。
无功补偿技术通过对电力系统中的无功功率进行预补偿，使系统中的无功功率之和为零，达到提高功率因数的目的。
这可以通过电容器、电感器或装置的协作实现。
二、无功补偿技术的分类无功补偿技术根据补偿方式的不同可以分为静态无功补偿和动态无功补偿。
静态无功补偿技术通常采用电容器和电抗器作为主要元器件，通过调整其电容或电感值来实现对电力系统的补偿。
动态无功补偿技术则是通过采用先进的电力电子装置来实现无功功率补偿，如静态无功补偿器(SVC)、静态同步补偿装置(STATCOM)等。
1. 静态无功补偿技术静态无功补偿技术是一种常用的无功补偿技术，它可以通过改变电容器和电抗器的电容值和电感值来实现对电力系统的补偿。
它具有调整灵活、可靠性高、成本低等优点，常用于工业和低压电力系统。
静态无功补偿技术常见的设备有容性补偿器和电抗补偿器。
2. 动态无功补偿技术动态无功补偿技术利用先进的电力电子装置来实现对电力系统的无功功率补偿。
其中，静态无功补偿器(SVC)是应用最广泛的无功补偿设备之一，它通过控制电容器和电抗器的电容值和电感值，能够快速响应电力系统中的无功功率需求，改善电压品质。
另外，静态同步补偿装置(STATCOM)则采用电力电子器件和控制系统实现对电力系统中无功功率的补偿，它能够更加灵活地调节无功功率，提高电力系统的稳定性。
三、无功补偿技术的应用情况无功补偿技术在电力系统中的应用非常广泛，涉及到工业、商业和居民用电等领域。
有效的无功补偿可以解决电力系统中的许多问题，如电压波动、电流谐波、电压闪变等。
无功补偿和提高功率因数的意义
Ｓ
根 据 算 式 Ｉｃｏｓ６１＝Ｕ，得 出总 路 电 流 Ｉ的 计 算 公 式 为 Ｉ＝— ，
ＣＯＳｏ ｌ
由 于 ｃｏｓ６１＞ｃｏｓ＋，因此 并 联 电 容 器 后 总 路 电 流 减 小 ，具 体 如
（ｔ￣ｎ＋－ｔａｎ＋１）。
下 ． 感 性 负载 所 需要 的 无 功 功 率 可 从 容 性 负载 的无 功 输 出中
‘１）Ｕ 一
得 到补 偿 ．由 于是 就 地 交 换 ．减 少 了无 功 功 率 在 电 网 中 的 流 ５ 无功补偿 法提 高功率 因数 的意 义
动 ． 因此 可 以 降低 供 电 线路 和 变 压 器 因输 送 无 功 功 率造 成 的
图 ２ 所 示
数 反 映 了 电 源输 出 的视 在 功 率被 有 效 利 用 的 程 度 ．在 电 源容
量 Ｓ确 定 的 情 况 下 ，功 率 因数 ｃｏｓ６ 越 大 ．负载 获 得 的 有 功 功
率 Ｐ越 大 ．电 能的 利 用 率 就 越 高
由 电路 理 论 可 知 ，功 率 因数 由 阻抗 角 的余 弦确 定 ．对 于 纯 电 阻 电路 而 言 ，其 上 的 电 压 ，电流 同相 ，阻抗 角 为 ０，功 率 因
交 流发 电机 等 电源 设 备 一 般 是 根 据 额 定容 量 即视 在 功 率 电容 器后 ，总路 电 流 和 端 电压 的相 位 差 由原 来 的 ４）减 到 １，
工 作 ，发 电设 备 所 能 传 送 的 电 能 不仅 取 决 于 自生 容 量 ，还 与 负 载 的 功 率 因数 有 关 ，供 电 系统 中 负载 获 得 的 有 功 功 率 一般 不 等 于 电 源 的视 在 功 率 ，功 率 因数 体 现 了有 功 功 率与 视 在 功 率
无功补偿和提高功率因数的意义
建材发展导向2018年第14期16目前，日常的用电量在逐渐的扩大，而用电的标注你和需求也在不断的提升，因此这就导致了电能的损耗和用电紧张等问题，电力发展的过程中，局部用电变得格外的紧张，因此，为了有效的提升企业的用电效率，并提升企业的经济水平，同时有效的降低电能线路的损耗，需要积极的做好相关的节能减排的工作，从而利用无功补偿使得功率因数被有效提升，最终达到提升居民和企业用电力率的重要目的。
而若想有效的节约能源，需要从电能的无功传输的角度进行考虑，从而实现无功补偿。
虽然利用这种方法可以在一定程度上给企业降低一定的用电成本，但是利用无功补偿的过程中难免会遇到一定的问题，如何才能有效的进行无功补偿，从而降低用电成本，提升企业的经济效益，也在一定程度上达到节能减排的目的，是我们研究的重点内容。
1 无功补偿和提高功率因数的意义分析在电力系统中，其中包含了较多的电器设备，而根据线路系统中的电磁感应原理而正常工作者。
利用磁场的作用，变压器可以实现电压所输出的能量，而在系统中所存在的磁场能量则是通过电源实现一定的供应，通过电动机以及变压器两者之间的能量转换，从而实现了线路中的交变磁场，当在一定的周期内，所四方的功率和吸收的功率两者之间数值相等时，所得到的功率时感性无功功率。
而充电功率和放电功率两者之间相等时，容幸无功功率不会消耗能量。
其中线路中的功率因数的表达式为：，然后依照功率的三角函数的关系，其中式子中的P 是有功功率。
该式子反映出了电源的有效功率利用视在功率的程度大小，当线路中的电源容量被确定之后，该函数值和线路中的负载有功功率两者呈现正比例关系，前者越大，后者越小，这时电能的使用效率也相对越高。
反之，当三角函数的值越小，则线路中的无功功率的值也就越大，为了达到用电的有关标准，需要及时的增大设备的容量。
这就意味着企业需要加大公司的投资金额，从而满足一定的用电需要。
不单单会降低公司的设备利用效率，还会提升用电线路的损耗。
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。
无功补偿如何提高功率因素【最新】
关于无功补偿与提高功率因素之间的相关问题一、无功补偿如何提高功率因素1：在电力系统中，电力用户由于大量采用感应电动机和其它电感性用电设备，除吸收系统的有功功率作功外，还需要电力系统供给大量无功功率。
这些无功功率经过多级送电线路、变压器的输送和转换，又造成无功功率的损失，使电网功率因数下降。
这不但降低了发供电设备的出力，造成电网电压的波动，也增大了电能损耗，因此，在电力用户中，提高功率因数，减少无功电力消耗，对节能降耗具有十分重要的意义。
功率因数是指有功功率与视在功率之比：cosφ=P/S功率因数的大小，是随负荷的性质和有功功率在视在功率中所占的比例决定的。
在感性负荷的电路中，功率因数在0与1之间变化，即0＜cosφ＜1。
如果用户负荷所需的无功功率(包括变压器的无功功率损耗)都能就地补偿，就地供应，供电可变损失就可以大为降低，电压质量也相应得到改善。
用户装设了并联电容器，负荷功率因数提高，当输送的有功功率和电压不变时，供电线路和变压器的损耗有所降低。
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/S2、功率分三种功率，有功功率P、无功功率Q和视在功率S。
三种功率和功率因素cosΦ是一个直角功率三角形关系：两个直角边是有功功率、无功功率，斜边是视在功率。
有功功率平方+无功功率平方=视在功率平方。
三相负荷中，任何时候这三种功率总是同时存在：视在功率S=1.732UI有功功率P=1.732UIcosΦ无功功率Q=1.732UIsinΦ功率因数cosΦ=P/SsinΦ=Q/S无功补偿，线路上就少输送无功，无功减少，视在功率就减少，减少了视在功率，功率因数cosΦ=P/S，自然就提高了。
3、无功补偿的方法通常是在变压器二次与负荷并联电容器.而因为电容器是呈容性的所以他在系统中可以功给无攻.也就是说用电容来提供无功以减小电网提供的无功.所以说无功补偿就是减少无功功率在视在功率中占的比重的。
提高功率因数的方法与无功补偿
提高功率因数的方法与无功补偿作者：卢丙库来源：《价值工程》2011年第03期摘要：本文简述了无功补偿原理，提高用电设备本身的功率因数的措施，人工补偿提高功率因数的方法以及高压集中补偿、低压成组补偿、分散就地补偿等问题。
Abstract: This paper introduces the principle of reactive power compensation, the measures to improve the power factor of electrical device itself; measures to improve the power factor of artificial compensation and problems of high concentration, low pressure group compensation, dispersion compensation on the spot and so on.关键词：功率因数；无功补偿；电容器Key words: power factor；reactive power compensation；capacitor中图分类号：TM72 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）03-0262-011基本概念1.1 功率因数：在交流电路中，有功功率与视在功率的比值称为功率因数，用cos?渍表示。
①视在功率：S=■VI×10-3（kV·A）②有功功率：P=■VIcos?渍×10-3（kW）③无功功率：Q=■VIsin?渍×10-3（kvar）电路的性质不同，cos?渍的数值在0～1之间变化，其大小取决于电路中电感、电容及有功负荷的大小。
当cos?渍=1时，表示电源发出的视在功率全为有功功率，即S=P；当cos?渍=0时，则P=0，表示电源发出的功率全为无功功率，即S=Q。
无功补偿与功率因数的提高
电气工程学院实验名称：无功补偿与功率因数的提高课程：电网络分析课程号：101C0340学期：2018春夏学期任课教师：***实验报告课程名称： 电网络分析 指导老师： 孙盾 成绩：__________________ 实验名称： 无功补偿与功率因数的提高 实验类型： 探究型 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的和要求1、了解用电系统中进行无功补偿的原因和意义；2、熟悉荧光灯电路的组成、工作原理，掌握并联电容进行无功补偿的原理；3、通过实验学习功率因数提高的方法；4、探讨系统谐波对无功补偿的影响；5、学习测量数据的处理，了解有理经验公式的求取方法。
二、实验内容和原理实验内容：1、分别测量（1）镇流器（2）灯管（3）两者串联的消耗功率及其功率因数2、保持日光灯两端电压不变的条件下测定电流I 、功 率 P 、功率因数cos φ与电容C 的关系；3、做出I 、P 、cos φ和电容C 的关系曲线；4、用P －C 曲线求单位电容的等效电导g ；5、在分析I －C 曲线的基础上，求I2－C 曲线的有理经验公式 (Matlab 曲线拟合)；6、如何推算电网的三次谐波分量的大小？7、如何推求整个日光灯负载的入端等效阻抗？ 8、计算等效阻抗的传递误差。
实验原理：当电网电压的波形为正弦波，且电压与电流同相位时，电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P 等于电压U 和电流I 的乘积，即：P=U ×I 。
电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场，此时所消耗的能量不能转化为有功功率，故被称为无功功率Q 。
此时电流滞后电压一个角度φ。
在选择变配电设备时所根据的是视在功率S ，即有功功率和无功功率的矢量和：无功功率为:有功功率与视在功率的比值为功率因数: cosf=P/S专业：电气工程及自动化 姓名： 白汉林学号： 3160103033 日期： 星期三上午 地点： 东3-206桌号A3无功功率的传输加重了电网负荷，使电网损耗增加，系统电压下降。
提高功率因数的意义与无功补偿的实效
提高功率因数的意义与无功补偿的实效作者：代利勇来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第09期摘要：功率因数是反映电力系统负荷特性的一个特征量。
功率因数是关系到电能质量、电网安全以及经济运行的一个重要指标，对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着显著的影响。
本文将结合我厂实际情况来说明提高功率因数的意义所在，讨论影响电力系统功率因数的重要因素，并提出通过无功补偿的解决措施，从理论上分析提高功率因数对于节约电能所起到的重要作用。
关键词：功率因数;提高;无功补偿;节能功率因数的产生，主要体现在有功功率P、无功功率Q和视在功率S，这几个功率的关系：（1）而P与S之比即：λ=cosφ=P/S （2）λ被定义为电力网络的功率因数，其意义是线路的视在功率S供给有功功率的消耗所占百分数。
在有功功率一定的情况下，无功功率越小、功率因数越大。
无功功率是由电源通过电力网络送往负载，无功功率大量使用不但会引起电力系统电压波动，还会造成输电线路中功率损耗增大。
通过合理配置无功功率补偿设备，提高系统的功率因数，可充分发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，提高用户用电设备的工作效率，达到降低损耗、节约电能目的。
1 影响功率因数的主要因素耗用无功功率的设备大量使用，变压器无功功率消耗，变压器变压过程是由电磁感应来完成，由无功功率建立和维持磁场进行能量转换。
没有无功功率，变压器无法变压和输送电能。
变压器消耗无功功率主要部分是它的空载无功功率，为改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应长期空载运行。
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10%，受磁路饱和影响，无功功率增长很快，据资料统计，当供电电压为额定值110%时，一般工厂无功功率将增加35%左右。
当供电电压低于额定值，无功功率也相应减少而使它们功率因数有所提高。
但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。
所以，应采取措施使电力系统供电电压尽可能保持稳定。
无功补偿和提高功率因数的意义
无功补偿和提高功率因数的意义摘要：在供用电系统中除了有功电源还有无功电源，两者缺一不可，感性负载过多时，其功率因数都较低，影响了线路及配电变压器的经济运行，就必须通过合理配置无功功率补偿设备，以提高系统的功率因数，从而达到节约电能，降低损耗的目的。
关键词：无功补偿；功率因数；意义1功率因数的概念交流发电机等电源设备一般是根据额定容量即视在功率工作，发电设备所能传送的电能不仅取决于自生容量，还与负载的功率因数有关，供电系统中负载获得的有功功率一般不等于电源的视在功率，功率因数体现了有功功率与视在功率比值的大小，用算式表示为cos准=ps，由此可以看出，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，在电源容量S确定的情况下，功率因数cos准越大，负载获得的有功功率P越大，电能的利用率就越高。
由电路理论可知，功率因数由阻抗角的余弦确定，对于纯电阻电路而言，其上的电压，电流同相，阻抗角准为0，功率因数cos准=1现实生活中的电器，感性负载居多，由于感性负载的电压超前电流，所以现实中器件的功率因数通常小于1，且功率因素越低，对应的无功功率越大，有功功率越小。
2感性负载无功补偿的方法感性负载要正常工作不仅需要有功功率，也需要无功功率，如果无功功率不足，感性负载所需的场强就得不到满足，其上的电压低于额定标准，设备将不能正常运行，因此为了正常工作的需要，必须向感性负载提供无功功率，如果无功功率由供电系统提供，则造成输电线路损耗增加，电能利用率降低，因此理想的方法是哪里需要无功功率，哪里就设置无功补偿器件。
由于在感性负载上并联电容以后，当容性负载释放能量时，感性元件将容性元件释放的电场能转化为磁场能储存起来，而感性负载释放能量时，容性元件吸收能量，能量在两种储能元件之间传递。
这样，在不改变负载原有工作状态的情况下，感性负载所需要的无功功率可从容性负载的无功输出中得到补偿，由于是就地交换，减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低供电线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，，使发电机的容量得到充分利用，此外，并联电容器后线路电流减少，功率损耗降低。
无功补偿如何提高功率因素
关于无功补偿与提高功率因素之间的相关问题一、无功补偿如何提高功率因素1：在电力系统中，电力用户由于大量采用感应电动机和其它电感性用电设备，除吸收系统的有功功率作功外，还需要电力系统供给大量无功功率。
这些无功功率经过多级送电线路、变压器的输送和转换，又造成无功功率的损失，使电网功率因数下降。
这不但降低了发供电设备的出力，造成电网电压的波动，也增大了电能损耗，因此，在电力用户中，提高功率因数，减少无功电力消耗，对节能降耗具有十分重要的意义。
功率因数是指有功功率与视在功率之比：cosφ=P/S功率因数的大小，是随负荷的性质和有功功率在视在功率中所占的比例决定的。
在感性负荷的电路中，功率因数在0与1之间变化，即0＜cosφ＜1。
如果用户负荷所需的无功功率(包括变压器的无功功率损耗)都能就地补偿，就地供应，供电可变损失就可以大为降低，电压质量也相应得到改善。
用户装设了并联电容器，负荷功率因数提高，当输送的有功功率和电压不变时，供电线路和变压器的损耗有所降低。
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/S2、功率分三种功率，有功功率P、无功功率Q和视在功率S。
三种功率和功率因素cosΦ是一个直角功率三角形关系：两个直角边是有功功率、无功功率，斜边是视在功率。
有功功率平方+无功功率平方=视在功率平方。
三相负荷中，任何时候这三种功率总是同时存在：视在功率S=1.732UI有功功率P=1.732UIcosΦ无功功率Q=1.732UIsinΦ功率因数cosΦ=P/SsinΦ=Q/S无功补偿，线路上就少输送无功，无功减少，视在功率就减少，减少了视在功率，功率因数cosΦ=P/S，自然就提高了。
3、无功补偿的方法通常是在变压器二次与负荷并联电容器.而因为电容器是呈容性的所以他在系统中可以功给无攻.也就是说用电容来提供无功以减小电网提供的无功.所以说无功补偿就是减少无功功率在视在功率中占的比重的。
无功补偿与功率因数的提高
Δp ，故不断改变电容值， ΔC U 2
三、主要仪器设备
电工综合实验台、数字万用表、导线、DG09 荧光灯实验组件。
四、操作方法和实验步骤
1、按图接线。其中电容 C 暂时不接入电路。注意电源连接时不要接到“PE”端。
2、第一次通电前，要求自耦变压器输出起始为 0，接通电源后，调节旋钮增大输出电压，要求用交流 电压表监测端电压 （灯管＋镇流器两端的电压） ， 当电压达到 180V 左右， 起辉器开始工作， 点亮日光灯。 日光灯点亮之后，调节输出电压到 220V，保持电压不变。 3、将可调电容接入，调节不同的电容值，记录每个时候的 I、P、cos φ 的值。 4、改变功率表的测量方式，测量镇流器两端的功率和电压。
二、实验内容和原理
内容： 1、保持日光灯两端电压不变的条件下测定电流 I、功率 P、功率因素角 cos φ 与电容 C 的关系； 2、通过实验了解功率因数提高的意义； 3、作出 I 、P、cos φ 和电容 C 的关系曲线； 4、用 P－C 曲线求单位电容的等效电导 g； 5、求 I －C 曲线的有理经验公式； 6、由测量数据计算灯管以及镇流器的等效参数。 原理： 1、
, 所 以 单 位 电 容 的 等 效 电 导
g
0.3194 106 6.599S / F （此时电容电位按 F 计算，而不是 uF）。 2202
a g2 2 U 2 8 2
2 4、电源中三次谐波为 U 3
，计算得 U 3 28.2V 。
5、 日光灯、镇流器的等效参数的计算： 其等效模型看成镇流器为电阻加电感、日光灯为电阻。所测数据有 C=0 U=220V I=0.384A P=37.96W U1 =180.2V P1 =6.90W
关于电网无功补偿与功率因数的探讨
关于电网无功补偿与功率因数的探讨【摘要】电网无功补偿，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。
本文对电网无功补偿与功率因数进行了简单的论述。
【关键词】无功补偿；功率因数；容量目前，我国电力工业发展迅猛，电网快速扩张，电力负荷飞快增长，电压等级越来越高，电网、发电厂以及单机容量也越来越大，电网覆盖的地理面积在不断扩大。
由于电网容量的增加，对电网无功要求也与日俱增，此外，网络的功率因数和电压的降低将使电气设备得不到充分利用，降低了网络传输能力，并引起损耗增加。
因此，解决好配电网络无功补偿技术的问题，提高功率因数以减少设备容量和功率损耗，稳定电压和提高供电质量具有重要意义。
2.无功补偿无功补偿，就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，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，改善电网供电质量。
所以在电磁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，从而有效提高电能做功的能力，这就是无功补偿的原理。
3.无功补偿与功率因数的关系无功补偿的主要作用是提高电网功率因数以减少设备容量和功率损耗，稳定电压和提高供电质量。
（3）提高功率因数，当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时，线损与功率因数的平方成反比。
所以功率因数越低，电网所需无功越多，线损越大。
因此，在受电端安装无功补偿装置，可以减少负荷的无功功率损耗，提高功率因数，降低线路损耗。
4.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，还需消耗无功功率，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=0时，则功率因数=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。
（1）异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备。
异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。
浅析提高功率因数的无功补偿方法
浅析提高功率因数的无功补偿方法【摘要】减小供电线路对电流的消耗，节能减排等，作为企业提高经济效益的有效措施。
推行无功补偿也能使企业的用电效率有所改善。
基于此，本文主要对提高功率因数的无功补偿方法进行了探讨。
【关键词】功率因数；无功补偿方法；提高推行无功补偿，节约能源必须考虑无功传输过程需要消耗有功的方面。
尽管无功补偿会给企业带来更大的经济效益，但在推行无功补偿的过程中需要多方面考虑，例如怎样进行无功补偿才能给企业带来更大的经济效益，节约更多的能源，这就需要在推行无功补偿的过程中，遵循科学的、合理的补偿方法和原则。
１．对功率因数有影响的主要因素（1）影响功率因数的感性设备。
电力变压器和异步电动机为无功功率消耗产生的主要设备。
变压器变压过程的完成需要电磁感应，也需要用无功功率建立并维持磁场能量的转换，而变压器额定容量的10%～15%约为变压器变压过程消耗的无功功率。
而异步电动机大部分无功功率消耗的主要因素则是由于异步电动机的转子与定子之间存在气体缝隙。
（2）当供电的电压超过相关规定规定的供电电压范围时，也会对无功功率的因数有非常大的影响。
当额定值小于供电电压时，由于磁路的饱和，无功功率的增长速度会迅速加快。
当额定值大于供电电压时，电气设备的工作状态将会受到影响。
（3）影响功率因数的变频器。
高次谐波会在工作状态下的变频器上大量产生，高次谐波的产生不仅威胁到用电设备的耐压能力，同时无功功率也会大量消耗，从而使无功功率因数降低，影响其他用电设备的工作状态。
（4）当电流通过输送线路时，产生的电抗作用也是影响无功功率因数的主要因素之一。
2.补偿功率因数的方法2.1如何选择无功补偿装置的装设位置单独就地补偿、低压集中补偿、高压集中补偿这三种无功补偿方式，是工厂供电系统无功补偿装置装设的常用的位置。
在每个厂房车间或某些用电设备的附近，分散的装设无功补偿装置，这种装设方式叫做单独就地补偿，也被称为个别补偿。
这种方式能够在一定程度上弥补变电所的主变压器和安装部位前面的全部高压、低压线路的无功功率。
提高无功补偿及功率因数的方法研究
提高无功补偿及功率因数的方法研究摘要：对于无功补偿的合理配置原则来讲，从电力电网的无功功率消耗的基本情况就可以有效地看出，各种网络以及输电和配电设备都是要消耗一定的无功功率。
基于此，文章对无功补偿的方法和作用进行了阐述，重点对提高功率因数的方法进行了研究，以便减少线路的功率损失，提高电气一次设备的运行效率。
关键词：功率因数；无功补偿；功率因数无功补偿是借助于无功补偿设备所提供的必要的无功功率，这样能够更好地提高系统的功率因数以及降低系统的耗能，从而能够进一步改善电网的电压质量。
功率因数的提高可提高用电质量，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，就有利于安全生产；可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支；能提高企业用电设备的利用率，充分发挥企业的设备潜力；可减少线路的功率损失，提高电气一次设备的运行效率。
一影响功率因数的主要因素分析功率因数的产生主要是因为在交流用电设备在具体的用电过程中，除了要损耗有功功率之外，还要产生无功功率的损耗。
当有功功率P的值是一定的时候，如果还要减少无功功率Q的话，那么功率因数就能够提高。
在相对极端的情况下，当出现了Q=0的时候，那么其力率就会是1。
所以，提高功率因数的问题实质就是要减少用电设备的无功功率的需求量。
1 异步电动机以及变压器是无功功率损耗的主要设备对于异步电动机的定子与转子之间的气隙是异步电动机需要较多的无功功率的主要决定性因素。
并且异步电动机所耗费的无用功率是因为其空载的时候无功功率以及在一定的负载之下无功功率相互组合在一起而产生两部分的组合。
所以想要改善异步电动机的功率因数，就需要防止电动机的空载运行以及需要尽可能的提高负载率。
变压器的无功损耗主要是因为其空载无功功率，跟其负载率的大小是没有直接关系的。
所以，为了能够改善电力系统以及企业的功率因数，变压器就不应该空载运行或者是让其长期处在一个低负载运行的状态。
2 供电电压超出了规定的范围对功率因素造成比较大的影响当供电电压高出了规定值10%的时候，因为磁路饱和的影响，无功功率的增长很快，当供电电压为额定电压值的110%的时候，一般的工厂所产生的无功功率将会出现35%左右的增长。
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。
无功功率补偿与功率因数的有效改善
无功功率补偿与功率因数的有效改善伴随科技技术的发展与提高，社会的发展对电力的依赖性逐渐增强，电力也是生产与发展的重要能源之一。
在对电力需求不断提高的同时，对电力功率的有效性也提高了要求。
发电设备在输出有功功率的同时也在发送无功功率，两种功率同时存在，而无功功率或有功功率的大小与功率因数相关，若功率因数较小，无偿功率就会增大，就会降低电力功率的作用效果，而功率因数较大的情况下，才能保证有功功率得到良好的应用。
因此，对无功功率补偿与功率因数的改善方法进行研究，对于电力能源的高效应用具有重要意义。
标签：无功补偿；功率因数；有功功率；改善Abstract：With the development and improvement of science and technology，the dependence of social development on electric power is gradually increased. Power is also one of the important energy sources for production and development. At the same time，the efficiency of power is also improved. Generation equipment is always in the output of active power at the same time in the transmission of reactive power，so two kinds of power exist at the same time，while reactive power or active power is related to the size of the power factor. If the power factor is small，free power will increase，and it will reduce the effect of power，while the power factor，when it is large，can ensure that the active power to get a good application. Therefore，the study of reactive power compensation and the improvement of power factor is of great significance for the efficient application of power energy.Keywords：reactive power compensation；power factor；active power；improvement1 无功功率与功率因数的概念分析1.1 有功与无功功率的概念生活中，我们常用的电力为交流电，而交流电的电源在供电过程中，通常会提供两种负载形式的电功功率，即有功功率与无功功率。
浅谈我国低压电网中无功补偿和提高功率因数的关系
浅谈我国低压电网中无功补偿和提高功率因数的关系发表时间：2018-01-10T11:28:07.260Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：王福金[导读] 摘要：低压电网如何有效保持良好的工作状态，降低电能损失，与电网稳定工作、设备安全运行、工业安全生产及人民生活用电都有直接影响。
（南京高科建设发展有限公司江苏南京 210046）摘要：低压电网如何有效保持良好的工作状态，降低电能损失，与电网稳定工作、设备安全运行、工业安全生产及人民生活用电都有直接影响。
分析无功补偿的作用和主要措施。
关键词：低压电网；无功补偿；功率因数无功补偿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，降低电能的损耗，改善电网电压质量。
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定数量的无功功率，尤其是以低压配电网所占比重最大。
为了最大限度的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 低压配电网无功补偿的方法随机补偿：随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。
随器补偿：随器补偿是指将低压电容器通过低压接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。
跟踪补偿：跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。
适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。
2 无功功率补偿容量的选择方法无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时，补偿容量的选择分两大类讨论，即单负荷就地补偿容量的选择（主要指电动机）和多负荷补偿容量的选择（指集中和局部分组补偿）。
2.1 单负荷就地补偿容量的选择的几种方法（1）美国：Qc=（1/3）Pe（2）日本：Qc=（1/4~1/2）Pe（3）瑞典：Qc≤√3UeIo×10-3 （kvar）Io-空载电流=2Ie（1-COSφe）若电动机带额定负载运行，即负载率β=1，则：Qo根据电机学知识可知，对于Io/Ie较低的电动机（少极、大功率电动机），在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高，即两者相差较大，在考虑导线较长，无功当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下，此式来选取是合理的。
研究专题4 无功补偿与功率因数提高
个电容器构成。 辉光管内有一个倒U形电极， 由膨胀系数不同的两种金属制成。
并联小电容的作用是防止日光灯启动时的杂散 电波对外界的影响和干扰。
启
1、当日光灯接通电源后，电源把电压加在启辉器的两极之 间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使启辉器内的U 型动触片膨胀伸长而与静触片接通； 2、电源--灯丝--启辉器--灯丝--镇流器--电源构成了一个闭合回 路，使氧化物发出电子，氖气停止放电，U型动触片冷却收 缩，两个触片分离，电路自动断开； 3、在电路突然断开的瞬间，由于镇流器的电流急剧减小，会 产生很高的自感电动势，这个自感电动势与电源电压相加，形 成一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管内的惰性气体电离而 产生弧光放电，产生紫外线。日光灯管内壁上的荧光粉吸收紫 外线的能量后，被激发而放出可见光，于是日光灯便成为电流 的通路开始发光了。
1)充分利用设备
S 1000VA
S UI
P U I cos
cos 0.70 cos 0.95
P 700W P 950W
2)减少线路损耗 P UI cos
cos 小
I
P U cos
I大
P I 2 R
U I Z U S
荧光灯工作原理
电容C(µF) 0µF
U(V)
I(mA)
P(W)
cosφ
(1) P、 cosφ均采用功率、功率因数表仪表测量； (2)电容采用合理的搭配，使步长适当
C0 ＝ （最佳补偿 电容）
最小
最大
8µF
三表法测量等效阻抗
W
U N V A
206室
三表法测量无源一端口的等效参数
P U R0 2 z 当不并联电容时： I I U 2 P 2 2 2 X 0 z R0 ( ) ( 2 ) I I
研究专题4无功补偿与功率因数提高
实验报告
课程名称：_______________________________指导老师：________________成绩：__________________ 实验名称：_______________________________实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得
研究专题4 无功补偿与功率因数提高
1、 测量数据：（保持电源端电压基本不变U=220V ）
表8-4-1
实验最佳补偿电容为 。
专业：________________ 姓名：________________
学号：________________ 日期：________________ 桌号：________________
2、绘制I2-C关系曲线，并给出有理经验公式。
3、绘制cos-C关系曲线。
装
订
线
4、绘制P-C关系曲线，并求取电容的单位等效电导gC
5、试着画出本次实验的相量图。
6、实验拓展：
装
订
线
7、实验结论和体会：。
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实验设备
DG09；交流工频电源；交流电压表、电流表； 功率表；数字万用表。
DG09日光灯线路板
工作台
实验线路
电容器（导纳）
注：gC为实际电容器C的电导 g为单位电容对应的电导
工作台
日光灯(整流器)：30W、220V、cosφ＝0.46
实验任务
1、分别测量（1）镇流器 （2）灯管 （3）两者串联 的消耗功率及其功率因数； 2、保持日光灯两端电压不变的条件下，改变C，测定 电流I、功率P、功率因数cosφ 与补偿C的关系； 3、作出I、P、cosφ和补偿电容C的关系曲线； 4、用P－C曲线求电容的等效电导g； 5、推求整个日光灯负载的入端等效阻抗； 6、计算等效阻抗的传递误差。
The
end
下次实验预告
研究专题5 调谐电路功效的研究
功率因数提高的意义
1)充分利用设备
S 1000VA
S UI
P U I cos
cos 0.70 cos 0.95
P 700W P 950W
2)减少线路损耗 P UI cos
cos 小
I
P U cos
I大
P I 2 R
U I Z U S
荧光灯工作原理
荧光灯由灯管、镇流器和启辉器组成。
启
荧灯管的结构示意图如图所示
在玻璃管内壁均匀涂有一层荧光粉，两端有灯丝，外涂氧化 物，其作用是发射电子。灯管内充有稀薄的惰性气体和水银 蒸汽等。由于灯管两端高压，灯管内气体电离，会放射紫外 线，照射到荧光粉上而发出荧光。
启辉器的结构示意图
启辉器由小型的充有惰性气体的辉光管并联一
研究探索性实验
研究专题4 无功补偿与功率因数的提高
研究背景与目的
1、了解用电系统中进行无功补偿的原因和意义； 2、熟悉荧光灯电路的组成、工作原理，掌握并联电 容进行无功补偿的原理； 3、通过实验了解功率因数提高的方法； 4、探讨系统谐波对无功补偿的影响； 5、学习测量数据的处理，了解有理经验公式的求取 方法。
电容C(µF) 0µF
U(V)
I(mA)
P(W)
cosφ
(1) P、 cosφ均采用功率、功率因数表仪表测量； (2)电容采用合理的搭配，使步长适当
C0 ＝ （最佳补偿 电容）
最小
最大
8µF
三表法测量等效阻抗
W
U N V A
206室Biblioteka 三表法测量无源一端口的等效参数
P U R0 2 z 当不并联电容时： I I U 2 P 2 2 2 X 0 z R0 ( ) ( 2 ) I I
并联一个小电容，电流表读数减小，感性负载。
f1 f1 f 2 f 2 f 2 P I P U I dR0 dX 0 P I P U I 误差按最保守的情况，按绝对值相加。 功率表±1%；交流电压表交流电流表均±0.5% ；附录B
Z R0 jX 0
实验步骤注意事项
检查方法：日光灯管两边的灯丝是否烧断； （用万用表检测）
4、在日光灯启动过程中，因为电流冲击，仪表量 程要选择足够的余量，记录数据时，应改变合适 的量程读取数据。日光灯管是非线性器件，需要 点亮数十分钟，待数据显示趋于稳定后，再读取 记录实验数据。 5、电容器C并联接入电路，其数值从0开始逐步增 加，直到最大值8µF左右，增加的步长应根据功 率因数的变化进行调整，最大不应超过1µF，实 验过程中可根据电流表的示数变化来判断。在功 率因数较高（即电流值 小or大？）的时候，需 要多取测量数据点。
启
4、正常工作时，电源--灯丝--灯管--灯丝--镇流器--电源构 成了一个闭合回路，启辉器的作用是控制灯管的预热时间和 为镇流器提供一个瞬变电流；镇流器的作用是在日光灯启动 时产生瞬时高压，正常工作时降压限流。
实验方法
保持日光灯两端电压不变的条件下测定电流I、功率 P、功率因数cosφ与补偿电容C的关系。
个电容器构成。 辉光管内有一个倒U形电极， 由膨胀系数不同的两种金属制成。
并联小电容的作用是防止日光灯启动时的杂散 电波对外界的影响和干扰。
启
1、当日光灯接通电源后，电源把电压加在启辉器的两极之 间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使启辉器内的U 型动触片膨胀伸长而与静触片接通； 2、电源--灯丝--启辉器--灯丝--镇流器--电源构成了一个闭合回 路，使氧化物发出电子，氖气停止放电，U型动触片冷却收 缩，两个触片分离，电路自动断开； 3、在电路突然断开的瞬间，由于镇流器的电流急剧减小，会 产生很高的自感电动势，这个自感电动势与电源电压相加，形 成一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管内的惰性气体电离而 产生弧光放电，产生紫外线。日光灯管内壁上的荧光粉吸收紫 外线的能量后，被激发而放出可见光，于是日光灯便成为电流 的通路开始发光了。
Z ( R0 R0 ) j ( X 0 X 0 )
实验报告
1、对于灯管、镇流器、灯和镇三组P、 cosφ； 2、保持日光灯两端电压不变的条件下测定电流I、 功率P、功率因数cosφ；（原始测量数据） 3、作出I、P、cosφ和电容C的关系曲线，得C0； 4、用P－C曲线求单位电容的等效电导g； 5、整个日光灯负载的入端等效阻抗； 6、等效阻抗的传递误差计算。
测量电路接线
U N V
A
206室
W
U N V A
206室
W
U N V A
206室
W
U N V A
206室
实验步骤注意事项
1、电容C暂时不接入电路，连接线路，点亮日光灯； 2、第一次通电前，要求自耦变压器输出起始为0，接 通电源后，调节旋钮增大输出电压，要求用交流电 压表监测端电压（灯管＋镇流器两端的电压），当 电压达到180V左右，启辉器开始动作，日光灯有闪 亮。日光灯点亮之后，调节输出电压到220V，保持 不变。此后实验过程中，可直接切断或接通电源， 不需要再调节自耦变压器； 3、如果不亮，进行线路检查：日光灯管和启辉器接触 是否完好；