无功功率范文第1篇

【关键词】电力系统 无功功率 无功补偿 配置

当前能够对能源进行有效利用并便于传输的供电系统基本上都是交流电形式，即其电压和电流变化在时间轴上的变化规律是按照正弦周期性变化。

电流及电压值随时间轴按正弦方式作周期变化的交流电力系统，是当今有效利用能源、方便传输能量、灵活使用能量的有利工具。相比于直流供电形式，交流系统电源主要以两种方式向负载供应电功率：有功功率及无功功率，有功功率即实现将电能转为其他用途的功率(如光能、机械能等)，而无功功率则主要在电网线路内部用于电、磁场之间的转化，以及在一些特殊电器件中形成并保持磁场。在正常情况下电力系统中的无功功率是由异步电动机、电力变压器，电弧炉和线路无功损耗以及串并联电抗器等无功负荷产生的，其中电机、变压器在电网中所占的无功功率比例是最高的，有些甚至占全厂负荷载重的80%之上。若此时电网供给的无功功率不能满足其负载需求，则无功电源及其负载保持低电压平衡。由于电力系统运行电压水平低，会给电力系统带来一系列危害，表现在以下四个方面：

1 设备出力不足

线路及变压器装置允许的通过容量减少，由于并联电容器与之电压有平方关系，故其也减少出力，进而造成无功功率更少，导致发电机出力不足，电压降低幅度在10%到15%，有功、无功功率出力降低约为10%到15%。

2 设备损坏

由于电压低，用户电动机出力降低。如果电压降低20%，电动机转矩减少36%，电流增加约为20~25%，设备温度升高12~15%。若电压降低，则无法带动电机轴正常运转，造成其堵转，绕组形成过电流，因发热过多而烧坏设备。

3 电力系统损耗增加

线路、变压器有功损耗和无功损耗增加。如果线路电压平均降低15%，线路损耗增加大约32%。

4 电力系统稳定度降低

若电网系统的无功功率不足时，则发电机无功出力将被迫增大，同时受端系统的电压值降低。若送电线路突发故障时，电源供给的无功功率更小，则受端系统的电压降低幅度更大，若电压降到低于额定值的70%或更多，则可能会造成电压崩溃，进而造成断电。

由于无功不足带来的危害极大，需要用无功补偿设备补偿系统中无功功率的不足，以维持整个系统的无功平衡和稳定。电容器、调相机和静止无功补偿器是无功补偿的主要设备，而其中的电容器具有小成本投入、有功功耗低且运维管理便利等特点，因而常使用并联形式的电容器用于电网运行系统中的无功功率补偿器件。当其连接到电网线路时，需注意以下要求：

（1）为降低因无功功率在传输中造成的电网有功功率的损耗，原则上应对无功功率进行就地平衡补偿，即低电压区的无功功率使用低压电容器件进行补偿，高电压区进行高压补偿；另外，在正常环境下的电厂中，低压电容器应尽量以分散形式补偿；针对容量大、负荷稳定且频繁工作的用电设备的无功功率补偿，应单独就地进行。

（2）若使用的电容器容量值较大，则应按照其工作电压变化情况、负荷跳动、设备本身的技术条件、电网处的背景谐波含量等因素进行分组，且分组后的电容器装置在各组中工作时，不能出现谐振情况。

（3）为了抑制谐波和抑制涌流，电容器组宜串联适当参数的电抗器。仅用于抑制涌流时，电抗率宜取0.1%~1.0%。在对谐波进行抑制时，电抗率的选定需以并联电容器件接到电网处的背景谐波含量为参考依据。

（4）为更好地对无功功率进行补偿，并减少功耗，应避免用户向电网传输无功功率；在高压区无高压负载时，不应在高压区安装并联电容器。

为使无功功率在远程传输或多级变压器中功率损失降低最低，并减少在其过程中造成的有功功耗，提升电网的整体供电效率，对无功功率的补偿应遵循“就地补偿、分层分区进行平衡”等原则。这个原则对地区配电网显得尤其重要，以下是根据东北电网和一些地区电网的实际调查分析，无功负荷构成比例参加如图：

通过表格看出，地区电网中负荷和配电网无功网损占无功总负荷的80%左右；35KV及以上电网无功网损占20%左右，所以合理配置配电网中的无功补偿显得尤其重要。

综上所述，在供配电电网中进行无功补偿和无功平衡，是保障电网中电压稳定及满足用户对用电质量需求的必要方法，同时对降低电能的损耗，提高电网在供电上的有效利用率方面也极具重要意义。

参考文献

[1] 中国机械工业联合会.供配电系统设计规范 GB50052-2009[M].北京：中国计划出版社，2010（5）.

[2]电力工业部电力规划设计总院.电力系统设计手册[M].北京：中国电力出版社,1998(6).

[3]朱耀辉.提高配电网的功率因数,优化无功配置[J].黑龙江科技信息,2009(17):15-17.

无功功率范文第2篇

关键词：电网 无功功率补偿 无功电源

许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。

在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：

cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2

在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。

1　影响功率因数的主要因素

(1)大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工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60％～70％；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60％～70％。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。

(2)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。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期处于低负载运行状态。

(3)供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。

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。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。

2　无功补偿的一般方法

无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。

(1)低压个别补偿:

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。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(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、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。

(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。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。

(3)高压集中补偿：

高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6～10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用；补偿装置根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高了用户的功率因数，避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护，补偿效益高。

3　采取适当措施，设法提高系统自然功率因数

提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。

(1)合理使用电动机；

(2)提高异步电动机的检修质量；

(3)采用同步电动机：同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功功率取决于转子中的励磁电流大小，在欠励状态时，定子绕组向电网"吸取"无功，在过励状态时，定子绕组向电网"送出"无功。因此，对于恒速长期运行的大型机构设备可以采用同步电动机作为动力。

异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行，这就是"异步电动机同步化"。

(4)合理选择配变容量，改善配变的运行方式：对负载率比较低的配变，一般采取"撤、换、并、停"等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。

转贴于 4　无功电源

电力系统的无功电源除了同步电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器，这4种装置又称为无功补偿装置。除电容器外，其余几种既能吸收容性无功又能吸收感性无功。

(1)同步电机：

同步电机中有发电机、电动机及调相机3种。

①同步发电机：

同步发电机是唯一的有功电源，同时又是最基本的无功电源，当其在额定状态下运行时，可以发出无功功率：

Q=S×sinφ=P×tgφ

其中:Q、S、P、φ是相对应的无功功率、视在功率、有功功率和功率因数角。

发电机正常运行时，以滞后功率因数运行为主，向系统提供无功，但必要时，也可以减小励磁电流，使功率因数超前，即所谓的"进相运行"，以吸收系统多余的无功。

②同步调相机:

同步调相机是空载运行的同步电机，它能在欠励或过励的情况下向系统吸收或供出无功，装有自励装置的同步电机能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率，这是其优点。但它的有功损耗大、运行维护复杂、响应速度慢，近来已逐渐退出电网运行。

③并联电容器：

并联电容器补偿是目前使用最广泛的一种无功电源，由于通过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上的电压，相反于电感中的滞后，由此可视为向电网"发?quot;无功功率：

Q=U2/Xc

其中：Q、U、Xc分别为无功功率、电压、电容器容抗。

并联电容器本身功耗很小，装设灵活，节省投资；由它向系统提供无功可以改善功率因数，减少由发电机提供的无功功率。

④静止无功补偿器：

静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成，由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速，而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节，以满足动态无功补偿的需要，同时还能做到分相补偿；对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性；但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波，为此需加装专门的滤波器。

⑤静止无功发生器：

它的主体是一个电压源型逆变器，由可关断晶闸管适当的通断，将电容上的直流电压转换成为与电力系统电压同步的三相交流电压，再通过电抗器和变压器并联接入电网。适当控制逆变器的输出电压，就可以灵活地改变其运行工况，使其处于容性、感性或零负荷状态。

与静止无功补偿器相比，静止无功发生器响应速度更快，谐波电流更少，而且在系统电压较低时仍能向系统注入较大的无功。

无功功率范文第3篇

【关键词】电力系统 无功功率 电压控制

一、前言

总体来说，电力系统有效和可靠的运行，电压和无功功率的控制应满足以下目标：（一）系统中有所有装置的在端电压应在可接受的限制内。（二）为保证最大限度利用输电系统，应加强系统稳定性。（三）应使无功功率传输最小，以使得RI2和XI2损耗减小到最小。

当负荷变化时，输电系统的无功功率的要求也要变化。由于无功功率不能长距离传输，电压只能通过遍布整个系统的具体装置来进行有效控制。

二、无功功率的产生和吸收

同步发电机可以产生或吸收无功功率，这取决于其励磁情况。当过励时产生无功功率，当欠励时吸收无功功率。

架空线路产生或吸收无功功率取决于负荷电流。当负荷低于自然负荷（波阻抗），线路产生纯无功功率；当高于自然负荷时，线路吸收无功功率。

地下电缆，由于它们对地电容较大，因此具有较高的自然负荷。它们通常工作在低于自然负荷情形下，因此在所有运行条件下总发生无功功率。

变压器不管其负载如何，总是吸收无功功率。空载时，起主要作用的是并联激励电抗；满载时，起主要作用的是串联漏抗。

负荷通常吸收无功功率。由电力系统的供电的典型负荷节点由许多装置所组成。这种组成随日期、随季节和气候的变化而不同。通常负荷节点的负荷特性是吸收无功功率的，复合负荷的有功功率和无功功率都是电压幅值的函数。具有低的滞后功率因数的负荷使传输网络有大的电压降落，因而供电也不经济，对于工业用户，无功功率通常和有功功率一样要计费，这就鼓励企业通过使用并联电容器来提高负荷功率因数。

三、无功功率的补偿

（一）无功功率不足的危害：交流电力系统需要电源供给两部分能量：一部分将用于做功而被消耗掉，这部分称为“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做功，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，就不能建立磁场，电动机，变压器等设备就不能运转。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件正常工作所需要的功率交换。无功功率不足，无功电源和无功负荷将处于低电压的平衡状态，将给电力系统带来诸如出力不足，电力系统损耗增加，设备损坏等一系列的损害，甚至可能引起电压崩溃事故，造成电网大面积停电。

（二）无功补偿原理：在交流电路中，纯电阻元件中负载电流与电压同相位，纯电感负载中电流之后电压九十度，纯电容负载中电流超前电压九十度，也就是说纯电容中电流和纯电感中的电流相位差为180度，可以互相抵消，即当电源向外供电时，感性负荷向外释放的能量由荣幸负荷储存起来；当感性负载需要能量时，再由荣幸负荷向外释放的能量来提供。能量在两种负荷间相互交换，感性负荷所需要的无功功率就可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，实现了无功功率就地解决，达到补偿的目的。

（三）无功补偿的三种形式：

1.集中补偿。集中补偿就是把电容器组集中安装在变电所的二次侧的母线上或配电变压器低压母线上，这种补偿方式，安装简便，运行可靠，利用率高，但当电气设备不连续运转或轻负荷时，又无自动控制装置时，会造成过补偿，使运行电压升高，电压质量变坏。季节性用电较强，空载运行较长又无人值守的配电变压器不宜采用。

2.分散补偿。分散补偿是将电容器组分组安装在车间配电室或变电所个分路的出线上，形成抵押电网内部的多组分散补偿方式，它能与工厂部分负荷的变动同时投切，适合负荷比较分散的补偿场合，这种补偿方式效果较好，且补偿方式灵活，易于控制。

3.个别补偿。个别补偿是对单台用电设备所需无功就近补偿的方法，把电容器直接接到单台用电设备的同一电气回路，用同一台开关控制，同时投运或断开，俗称随机补偿。这种补偿方法的效果最好，它能实现就地平衡无功电流，又能避免无负荷时的过补偿，是农网中队异步电动机进行补偿的常用方法。

（四）无功补偿设备

根据补偿的效果而言，电容器可以补偿负荷侧的无功功率，提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。电抗器可以吸收电网多余的线路充电功率，改善电网低谷负荷时的运行电压，减少发电机的进相运行深度，提高电网运行性能。

1.无源补偿设备装置。并联电抗器，并联电容器和串联电容器。这些装置可以是固定连接式的或开闭式的，无源补偿设备仅用于特性阻抗补偿和线路的阻抗补偿，如并联电抗器用于输电线路分布电容的补偿以防空载长线路末端电压升高，并联电容器用来产生无功以减小线路无功输送，减小电压损失；串联电容器可用于长线路补偿等。电力系统变电站内广泛安装了无功补偿电容器，用来就地无功平衡，减少线损，提高电压水平。

2.有源补偿装置。通常为并联连接式的，用于维持末端电压恒定，能对连接处的微小电压偏移做出反应，准确地发出或吸收无功功率的修正量。如用饱和电抗器作为内在固有控制，用同步补偿器和可控硅控制的补偿器作为外部控制的方式。

四、结束语

无功补偿对提高功率因数，改善电压质量，降损节能、提高供电设备的出力都有很好的作用。只要依靠科技进步，加大资金投入，优化无功补偿配置，实现无功的动态平衡是完全可能的。

参考文献：

[1] PRABHA KUNDUR 著.电力系统的稳定与控制[M].中国电力出版社.

无功功率范文第4篇

【关键词】无功功率；补偿；配电网

1.前言

随着国民经济的高速发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长，同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。由于电网负荷的不断增加，不但改变了电力系统的网络结构和电源分布，而且造成系统的无功分布不尽合理，甚至可能出现局部地区无功严重不足、电压水平普遍较低的情况。电力系统无功分布是否合理，不仅关系到电力系统向用户提供电能质量的优劣，而且还直接影响电网自身运行的安全性和经济性。这在与用户直接相关的配电网中显得尤为重要。若无功电源容量不足，系统运行电压将难以保证。由于电网容量的增加，对电网无功要求也与日增加。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的问题，对电网的安全性和降损节能有着重要的意义。

2.无功功率补偿的定义和原理

无功补偿是指在电网感性负荷中安装并联电容器等容性设备，以补偿感性负荷引起的无功功率，从而减少无功功率在电网中的流动，提高功率因数，改善供电质量。在交流电路中，纯电阻元件中负载电流与电压同相位，纯电感负载中电流滞后电压90°，纯电容负载中电流超前电压90°。也就是说纯电容中电流与纯电感中的电流相位差为180°，可以相互抵消，即当电源向外供电时，感性负载向外释放的能量在两种负荷间相互交换，感性负荷所需要的无功功率就可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，实现了无功功率就地解决，达到补偿的目的。

3.无功补偿的方式

并联电容器为无功补偿的主要方式。根据系统负载情况的不同和需要达到的补偿效果的不同，按照安装位置的不同，无功补偿方式分为集中补偿、分组补偿和就地补偿三种。集中补偿方式所用电容器组的容量较分散补偿和就地补偿的总容量和小，利用率更高，但未对变配电所各馈线补偿，仅减轻了电网的无功负荷。分散补偿方式中的电容器组的利用率较就地补偿高，因此总的需要量较就地补偿小，是一种相对就地补偿而言比较经济合理的补偿方式。选择无功补偿方式的原则是“全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡；集中补偿与分散补偿相结合，低压补偿为主；调压与降损相结合，降损为主”。下面来具体分析4种无功补偿方式的相关特点。

3.1变电站高压补偿。变电站补偿是将电容器组连接在变电站的二次母线上，电容器组的安装容量大都在10000kvar以下，布置方式可专设电容器室或室外布置。变电站补偿对农网的降损作用很小，但在下级补偿不够完善的情况下，它是保证总受电端功率因数达到考核标准的不可缺少的一种补偿方式。高压补偿是无功平衡的一个重要组成部分，很多企业，尤其是大中型企业存在很多高压负载，比如高压电动机、变压器、电炉等。高压补偿的特点是电压高、补偿容量大，是低压的几到几十倍之多。据实际的现场调查，发现大部分高压补偿装置已经越来越不适应当今的用电生产要求了，由于分组数少，而且大多为手动方式，因人为因素多，而导致投切效果较差。

3.2线路分布补偿。线路分布补偿属于高压补偿的一种，在配电线路上安装并联电容器，实现无功就地补偿，具有投资省、见效快、降损显著的优点，而且安装简单，维护工作量小，事故率低，特别适用于线路较长、负荷供电点多的配电线路上。因此，配电线路上装设并联电容器补偿在世界发达国家中得到广泛的应用。

3.3变压器低压母线补偿。变压器低压母线补偿，也称为低压跟踪补偿，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，多数属于动态补偿。这种补偿方式只能补偿线路无功负荷的基荷部分，如果补偿容量过大，在负荷低谷时无功将倒送，增加网损和使电压升高，影响电容器和其他设备正常运行。因此，低压母线补偿不能代替下级补偿，在下级补偿完善的情况下，可取消线路补偿。

3.4低压用户分散补偿。低压用户分散补偿也就是低压随机补偿，是将低压补偿电容器组与电动机绕组直接并接，采用刀闸控制和一套保护装置，与电动机一起投切，属于静态补偿。

4.无功补偿的装置

4.1同步发电机。同步发电机除发出有功功率、实现机械能变电能，作为系统的有功功率电源外，同时又是系统最基本的无功功率电源。同步发电机在额定有功功率条件下运行时，所能提供的最大无功功率与发电机的额定功率因数有关。从同步发电机的原理可知，当过激磁时发电机可以发出感性无功功率；而欠激磁时，发电机将要吸收感性无功功率。换句话说，发电机可以作为正或负的无功电源而发挥其作用。

4.2同步补偿机。同步补偿机是专门用来生产无功功率的一种同步电机。在过激磁、欠激磁的不同情况下，它可分别发出或吸收感性无功功率。而且，只要改变它的激磁，就可以平滑地调节无功功率输出，单机容量也可以做得较大。通常，同步补偿机可以直接装设在用户附近就授供应无功率，从而减少输送过程中的损耗。但由于同步补偿机是旋转电机，故有功功率损耗较大，加之运行维护比较复杂，所以同步补偿机已逐渐被性能更为优越的静止补偿机所代替。

4.3电力电容器。电力电容器只能向系统供给容性的无功功率。电力电容器一般单台容量不大，多成组使用，这样既可集中使用，又可分散使用，具有较大的灵活性。由于电容器组价格较低、损耗较小、维护方便，故为目标使用较为广泛的无功电源之一。但是，电容器的无功功率与所在节点的电压平方成正比，当节点电压下降时，它所供给系统的无功功率也将减少，结果导致电网电压继续下降，这是电力电容器的主要缺点。

4.4静止补偿器。静止补偿器的特点是利用可控硅开关控制电容器组与电抗器的投切，这样静止补偿器的性能完全可以做到同步补偿器一样，既可发出感性无功，又可发出容性无功，并能依靠自动装置实现快速调节，从而可以作为系统的一种动态无功电源，对稳定电压、提高系统的甲壳虫态稳定性、减弱动态过程等均起着较大的作用。但是由于采用可控硅开关来投切电抗器与电容器组，将使电力系统产生一些附加的高次谐波。静止补偿器既可在接在低压侧，也可通过升压变压器直接接在高压或超高压线路上，这样还对改善长距离较电线路的运性性能起到较大的作用。

5.结束语

总之，无功电流在系统中大量流动，使线损增加、电能质量降低，对发电、供电、用户三方都产生不良影响。因此必须对系统进行无功补偿，以消除这些不良影响。在补偿技术和装置不断发展和完善的趋势下，无功补偿技术和无功补偿装置会在电网和广大的城乡领域得到广泛应用。

参考文献：

[1] 国家电网公司，国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则[Z]，2004.

无功功率范文第5篇

【关键词】节电技术；功率因数；无功补偿

前言

无功补偿主要是指主要是指有效利用无功补偿装置与设备，以获取所需的无功功率，以此降低电网运行的能耗，促进电力系统的功率因数得到有效提高，最终达到电网电压质量得以改善的目标。

1、无功补偿配置原则分析

就电网在运行过程中的消耗的无功功率的实际情况而言，在电力系统中，其输配电设备以及各级网络均会产生无功功率消耗，其中无功功率消耗情况最为严重的要以电压配电网为最。因此，在电网实际运行过程中，为使输电线路无功功率传输消耗将至最低，从而促进电网输配电设备的运行效率大幅提高，在配置武功补偿装置与设备的过程中，要进行科学合理地布局，并坚持“就地平衡，分级补偿”的配置原则，确保无功补偿装置配置合理。

2、功率因数的影响因素分析

在交流用电设备的实际工作中，既要产生有功功率消耗，同时还需无功功率。若用P、Q分别表示有功功率与无功功率。那么，在P固定的情况下，若Q减少，则能够实现提高电网功率因数的目的。然而，在Q为零的极端情况下，那么其力率则为1。可见，有效提升电网功率因数的关键就在于全面降低用电设备所需的无功功率。在电网运行中，无功功率需求量最大的设备主要为电力变压器以及异步电动机，它们也是影响电网功率因数最主要的因素之一。此外，以下几种因素也全面影响着电网功率因素：

（1）变压器与异步电机的磁化无功功率会受到电网频率波动的影响，从而影响电网功率因数；（2）电网功率因数还受到供电电压的影响。若供电电压超出所规定的电压额定值，如，超过额定值的10%，就会造成磁路饱和问题产生，从而促进无功功率的迅速增长（约为35%左右）。适当降低供电电压，可促进无功功率的有效减少，但若供电电压过低，就会对电力系统电气设备的正常工作与运行产生严重影响。因此，在实际工作中，要积极探寻有力措施，确保电力系统供电稳定。

综上可知，主要用电设备，如电力变压器以及同步电机等、供电电压、电网频率波动等是影响电网功率因数的几种最主要的因素，因此，为实现降损节能、促使低压网能够无功就地平衡，有必要积极探寻行之有效的提高低压电网功率因数的方法途径。

3、低压配电网无功补偿方法探讨

3.1跟踪补偿。此种无功补偿方式的控制保护装置通常为无功补偿投切装置，并采用该投切装置，于大用户0.4kv母线上补偿低压电容器组。跟踪补偿方式运行可靠、灵活，且具有较小的运行维护工作量，补偿效果良好，应用的范围多为视载功率超过100kVA的专用变配电用户。该补偿方式的主要缺陷在于具有相对较大的首期投资，且无功补偿投切装置较为复杂。

3.2随器补偿。这一补偿方式是一种以低压保险为媒介，将低压电容器接于配电变压器二次侧，进而对其空载无功进行补偿的武功补偿方式。在空载或者轻载的情况下，变压器的空载励磁无功则为配变的主要无功负荷。对于用电单位而言，其配变空载无功是其主要的无功负荷，着部分损耗在轻载配变的供电量中占有非常大的比重，并增加了电费单价，增加了经济损失。运用随器补偿方式，可对配变的空载无功进行有效地补偿，且接线简单，并可实现对农网的无功基荷进行有效限制，最终促进无功就地平衡实现，且经济性较好，是有效降低电网损耗，实现无功补偿的有效途径。

3.3随机补偿。此种无功补偿方式，主要是通过电机、保护装置等，实现电动机与低压电容器组的并接与同时投切，其优势在于易于安装、配置灵活、投资少，无需对补偿容量进行频繁地调整，并随着用电设备的运行与停运，随之投入与退出，事故率相对较低，可对用电单位的无功负荷实行有效地限制，适用于以励磁无功补偿为主的电机无功消耗补偿。

4、无功补偿的效益

目前，电力系统运行环境愈加复杂化，电力系统中连接了各种容量不等且数量庞大的感性设备，使电网既须有功功率，也须无功功率。据相关资料显示，如果电网平均功率因数处于0.7-0.85的范围之内时，用电企业所消耗的无功功率约为80%左右的有功功率。若将功率因数适当提高至0.9-0.95之间，那么在有功消耗中，无功消耗会降低50%左右，从而对用电企业的无功功率输入有效减少，进而促进企业的效益提高。

4.1提高设备的利用率。就供电设备而言，若有功功率一致，随着电网功率因数的提高，减少负荷电流，则会增加供电设备的功率储备，提高负荷传送功率的效率，从而有效满足负荷的增长需求。对于新建企业而言，还可使设备容量有效降低，并促进其投资费用有效减少，同时，提高电网的功率因数，在某种程度上还能是企业选择的变压器的容量得到有效降低，确保其运行的基本电费得以减少。

4.2节省企业电费开支。由于国家电价制度中，规定了不同企业的功率因数值，若高于规定数值，可相应减少电费；若低于规定的数值，需要多收电费，从而对企业的功率因数进行了限制，可见，提高功率因数对企业具有直接的经济效益。

4.3降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变，P= IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1，为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2= COSφ2/ COSφ1，这样线损 P减少的百分数为：

ΔP%= （1-I22/I12）×100%=（1-COS2φ1/COS2φ2）×100%

当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，由（2）式可求得有功损耗将降低20%～45%。

4.4改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X，有功和无功为P、Q，则电压损失ΔU为：

U=（PR+QX）/Ue×10-3（KV） 两部分损失：PR/Ue输送有功负荷P产生的；QX/Ue输送无功负荷Q产生的；配电线路：X=（2～4）R，U大部分为输送无功负荷Q产生的变压器：X=（5～10）R QX/Ue=（5～10） PR/Ue变压器U几乎全为输送无功负荷Q产生的可以看出，若减少无功功率Q，则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。因此，无功补偿能改善电压质量（一般电压稳定不宜超过3%）。但是如果只追求改善电压质量来装设电容器是很不经济的，对于无功补偿应用的主要目的是改善功率因数，减少线损，调压只是一个辅助作用。

结论

本文集中探讨了无功补偿技术对用电单位的低压配电网的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，讨论了如何确定无功功率的补偿容量，确保补偿技术经济、合理、安全可靠，达到节约电能的目的。

参考文献

[1]李博.无功补偿装置设计初探[J].国外电子测量技术，2008年08期

[2]刘学军.浅析电力系统的无功补偿问题[J].内蒙古科技与经济，2009年08期

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