功率因数补偿

路和电源内部 的电压损失。因此，提高用电器的功率因数，可以减小输电电流，进而 减小了输电线 路上的功率损 失。
提高功率 因数，可以充分发挥电力设备的潜力，这也不 难理解。因为任何电力设 备，工作时总是在一定的额定电压和额定电流限度内。工作 电压超过额定值，会威胁 设备的绝缘性 能；工作电流超过额定值，会使设备内部温度升得过高，从而降低了设 备的使用寿命 。对于电力设备，电压与电流额定值的乘积，称为这台设备的额定视在 功率 S 额即
由于功率 因数提高的根本原因在于无功功率的减少，因此功率因数补偿通常称之 为无功补偿。
在大系统中，无功补偿还用于调整电网的电压，提高电网的稳定性。 在小系统 中，通过恰当的无功补偿方法还可以调整三相不平衡电流。按照 wangs 定理：在相 与相之间跨接的电感或者电容可以在相间转移有功电流。因此，对于三相 电流不平衡的 系统，只要恰当地在各相与相之间以及各相与零线之间接入不同容量的 电容器，不但可以将各相的功率因数均补偿至 1，而且可以使各相的有功电流达到平 衡状态。
(2 ) 基 本 分 析 ： 每 种 电 机 系 统 均 消 耗 两 大 功 率 ， 分 别 是 真 正 的 有 用 功 (叫 千 瓦 )及 电抗性的无用 功。功率因数是有用功与总功率间的比率。功 率因数越高，有用功与总 功率间的比率便越高，系统运行则更有效率。
(3)高级分析： 在感性负载电路中，电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。 两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。功率因数越低，两个波形峰值则分隔越大。 保尔金能使两 个峰值重新接 近在一起， 从而 提高系统 运行效率 。
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。
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。
补偿前： 1000×0.8=800KW 本文章来自：博研联盟论坛 补偿后： 1000×0.98=980KW 本文章来自：博研联盟论坛 同样一台 1000KVA 的变压器，功率因数改变后，它就可以多承担 180KW 的负载。
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。
对于有谐波源的电网，通常将无功补偿与谐波抑制结合起来，即在电容器回路中串联电 抗器，形成谐波阻塞回路或者滤波回路。 谐波阻塞回路 谐波阻塞回路主要用于防止电容器谐波过负荷，滤波作用不大，通常安装在 谐波电流较小的电网。 电容器基波功率按下式计算 Qc1=S*[sinφ1-(sinφ2/cosφ2)*cosφ1] S——负载视在功率 φ1——补偿前电流电压相差角 φ2——补偿后欲达到的电流电压相差角 串联电抗器一般定为基波容抗的 6%左右，即 XL=6%XC1。串联谐振频率为
功率因数补偿方法
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。也就是因为这个电感性的存在，造成了系统里的 一个 KVAR 值，三者之间是一个三角函数的关系
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（ de tu ne d） 电 抗 外 ， 并 需 针 对 负 载 特 性 专 案 研 讨 加 装 谐 波 改 善 装 置 。
功率因数补偿的意义
功率因数 是交流电路的重要技术数据之一。功率因数的高 低，对于电气设备的利 用率和分析、研究电能消耗等问题都有十分重要的意义。
S 额＝U 额 I 额 也称它为 设备的容量，对于发电机来说，这个容量就是发电机可能输出的最大功 率 ，它 标 志 着 发 电 机 的 发 电 潜 力 ，至 于 发 电 机 实 际 输 出 多 大 功 率 ，就 跟 用 电 器 的 功 率 因数有关，用电器消耗的功率为 功率因数 高，表示有功功率占额定视在功率的比例大，发电机输出的电能被充分 地利用了。例 如，发电机的容量若为 15000 千伏安，当电力系统的功率因数由 0．6 提高到 0．8 时，就可以使发电机实际发电能力提高 3000 千瓦，这不正是发挥了发电 机的潜力吗？ 设备的利用也更合理。从这个角度来讲，功 率因数可以表示为有功功率 与机在功率的 比值，即 如何提高 功率因数，是电力工业中需要认真考虑的一个重 要而又实际的问题。在 平常遇到的电 感性负载的电路中，例如日光灯电路，一般 采用并联合适的电容器来提 高整个电路的 功率因数， 水电部（83）水电财 215 号文 电网电压质量通常用稳定性、对称性和正弦性等指标来衡量。随着非线形负荷大量接入电网， 使电网电压质量受到严重影响，而各种类型的晶闸管电路是最主要的干扰源。 晶闸管变流（变频）电路对电网的影响主要是： -功率因数低，增加电网损耗； -产生谐波电流，导致电网电压畸变； -起动无功冲击引起电网电压波动。
所谓功率 因数，是指任意二端网络（与外界有二个接点的电路）两端电压 U 与其 中电流 I 之间 的位相差的余弦。在二端网络中消耗的功率是指 平均功率，也称为有功 功率，它等于
由此可以 看出，电路中消耗的功率 P，不仅取决于电压 V 与电流 I 的大小，还与 功率因数有关 。而功率因数的大小，取 决于电路中负载的性质 。对于电阻性负载，其 电压与电流的 位相差为 0，因此，电路的功率因数最大（）；而纯电感电路，电压与 电流的位相差为 π／2，并且是电压超前电流；在纯电容电路中，电压与电流的位相 差则为－（π／2），即电流超前电压。在后两 种电路中，功率因数都为 0。对于一般 性负载的电路，功率因数就介于 0 与 1 之间。
KVA 的平方 =KW 的平方+KVAR 的平方 简单来讲，在上面的公式中，如果今天的 KVAR 的值为零的话，KVA 就会与 KW 相等，那么供 电局发出来的 1KVA 的电就等于用户 1KW 的消耗，此时成本效益最高， 所以功率因数 是供电局非常在意的一个系数。用户如果没有达 到理想的功率因数，相 对地就是在消 耗供电局的资源，所以这也是为什么功率因数是 一个法规的限制。目前 就国内而言功 率因数规定是必须介于电感性的 0.9～1 之间，低于 0.9，或高于 1.0 都需要接受处罚。这就是为什么我们必须要把功率因数控制在一个非常精密的范围， 过多过少都不 行。 供电局为 了提高他们的成本效益要求用户提高功率因数，那提高功率因数对我 们 用户端有什么 好处呢？ ①通过改 善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、 电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。
一般来说 ，在二端网络中，提高用电器的功率因数有两方面的意义，一是可以减 小输电线路上 的功率损失；二是可以充分发挥电力设备（如发电机、变压器等）的潜 力。因为用电器总是在一定电压 U 和一定有功功率 P 的条件下工作，由公式
可 知 ，功 率 因 数 过 低 ，就 要 用 较 大 的 电 流 来 保 障 用 电 器 正 常 工 作，与 此 同 时 输 电 线路上输电电 流增大，从而导致线路上焦耳热损耗增大。另 外，在输电线路的电阻上 及电源的内组 上的电压降，都与用电器中的电流成正比，增大电流必然增大在输电线
②藉由良 好功因值的确保，从而减少供电系统中的电压损 失，可以使负载电压更 稳定，改善电 能的质量。
③可以增加系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低， 那么在既有设 备容量不变的情况下，装设电容器后，可以提 高功率因数，增加负载的 容量。
举例而言 ，将 1000KVA 变压器之功率因数从 0.8 提高到 0.98 时：
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踔了鸹怠?br> 为了保证电气设备的正常工作，抑制谐波干扰，我国于 1984 处颁布了《电 力系统谐波管理暂行规定》，并于 1993 处制定了《电能质量：公用电网谐波》国家标准， 规定了电网谐波的允许值 冲击压降
大型负载起动时，需要较多的无功功率，无功冲击会导致电压降落。如果负载周期性重 复起动，则会形成电压波动，甚至会出现“闪变”。 电网电压的稳定性是衡量电网电压质量的重要条件，而电压波动的允许值与其出现的频度有 关。对于矿井提升机和轧钢机这类负载，电压波动一般应小于 5%。 技术措施
功率因数补偿的理论分析
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 1，一般具有电感或电容性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。 所以，供电部 门对用电单 位的 功率因数 有一定的 标准 要求。
(1)最基本分析：拿设备作举例。例如：设备功率为 100 个单位，也就是说，有 100 个单位的功率输送到设备中。然而，因大部分电器系统存在固有的无功损耗，只 能使用 70 个单位的功率。很不幸，虽然仅仅使用 70 个单位，却要付 100 个单位的费 用。在这个例子中，功率因数是 0.7(如果大部分设备的功率因数小于 0.9 时，将被罚 款 )， 这 种 无 功 损 耗 主 要 存 在 于 电 机 设 备 中 ( 如 鼓 风 机 、 抽 水 机 、 压 缩 机 等 )， 又 叫 感 性负载。功率因数是马达效能的计量标准。
功率因数 晶闸管电路相当于一个感性负载，产生控制无功功率、换向无功功率和畸变无功功率，
随着控制角的改变，其功率因数也发生变化，即使晶闸管装置接的是纯电阻负载，也具有感 性特征。 晶闸管电路的功率因数较低（约为 0.6~0.8）要进行无功补偿。 谐波电流
晶闸管在进行相切控制时,网侧交流电流呈现非正弦波形,按傅立叶级数进行分解,可得 到工频基波电流 和谐波电流。因此，可将晶闸管变流器看作谐波源，整个电网作为它的负 载。谐波电流在电网阻抗上产生同频率的谐波电压，并叠加在电网正弦电压上，使电网电压 发生畸变。畸变的电网电压 施加在所有电气设备端，会对这些设备的正常工作产生危害。 因为电气设备均按正弦电股杓浦圃欤钡缪褂谢涫保缙璞附岱⑷龋夭晃龋
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。本文章来自：博研联盟论坛
功率因数补偿
功率因数补偿概述 功率因数补偿的理论分析 功率因数补偿方法 功率因数补偿的意义
功率因数补偿概述
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 cos Φ 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。
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。减少了 无功功率在电 网中的流动，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，这种措施称作功率因数补偿。