低压功率因数补偿技术(标准)

第一章基本概念与名词解释

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。

1、功率：单位时间内所做的功。

2、有功功率

保持用电设备正常运行所需的电功率，（交流电在一个周期内瞬时有功功率的平均值），即：电路中电阻上所消耗的功率。它将电能转换为其它形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。符号用P表示，单位有瓦（W）、千瓦（KW）、兆瓦（MW）。交流电有功功率的计算公式为：

单相:P（W）= U

e I

e

cosφ三相: P（W）= √3U

e

I

e

cosφ

3、无功功率

它作用于交流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。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。无功功率的符号用Q表示，单位为乏（Var）或千乏（kVar）。

！

交流电无功功率的计算公式为：

单相:Q（Var）=U

e I

e

Sinφ三相:Q（Var）=√3U

e

I

e

Sinφ

4、视在功率

在具有电阻和电抗的电路中，电流和电压的乘积叫视在功率，单位伏安（VA）或千伏安（KVA）。三相交流电视在功率计算公式为：

S（VA）=√3U

e I

e

=√P2+Q2。或 S=P/cosφ

5、功率因数：

在同一相交流电路中，相电压与相电流之间的相位差的余弦称为功率因数，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工作负载的性质有关，纯电阻负载的功率因数为1，电感性或电容性负载电路的功率因数都小于1。而且在电感性负载电路中，电流滞后电压一个角度，结果功率因数滞后一个角度（随着滞后角度的增

加，电网电压随着下降）。在电容性负载电路中，电流超前电压一个角度，结果功率因数超前一个角度（随着超前角度的增加，电网电压随着上升）。99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。

6、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，电阻性负荷的功率因数较高，等于1。电感性或电容性负载电路的功率因数都小于1。

7、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。

8、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。 9、有功功率、无功功率、视在功率之间的关系

电网中的许多设备是根据电磁感应原理工作的。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，无功功率也要平衡。 S=22Q P S

、

Q

式中： φ

S ————视在功率，KVA P

P ————有功功率，KW

Q ————无功功率，kvar

φ角为功率因数角，它的余弦（cos φ）是有功功率与视在功率之比即：cos φ=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

cosφ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。

:

10、无功补偿原理

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需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等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、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，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。

无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，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来补偿。

11、无功补偿的意义

⑴补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数。

⑵减少发、供电设备的设计容量，减少投资，例如当功率因数cosΦ=增加到cosΦ=时，装1Kvar电容器可节省设备容量；反之，增加对原有设备而言，相当于增大了发、供电设备容量。因此，对新建、改建工程，应充分考虑无功补偿，便可以减少设计容量，从而减少投资。⑶降低线损。

第二章、无功对电网的影响及功率因数降低的原因在正常情况下，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。如果用电设备过多地从电网索取无功功率，将使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，这些用电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。结果造成电网功率因数降低，