无功补偿及功率因数的方法和意义

  无功率是指长期运用两相（照明和运用焊机）导致误差压力，即一相或两相进线不作业或作业较少。当无功率过高或过低时，会导致高压进线电流误差压力、线路过热、电熔丝熔断，导致缺相，损坏运转的电机工具。无功率过高或过低是电力部门操控用户正确用电的一种手法！

一般的补救办法是在配电室内设备一组或几组功率补偿柜运用一相和两相电（一般运用多台焊机）时，丈量电流，替换电源接头，使其输出电压均匀。

有功功率是电气设备正常运转所需的电功率。无功功率绝不是无功功率。它十分有用。电机需求树立和保护旋转磁场来旋转转子，然后驱动机械运动。电机的转子磁场是经过从电源中取得无功功率来树立的。变压器还需求无功功率来发生变压器的一次线圈磁场。为什么二次线圈的功率被罚款：100个单元，即100个单元的功率传输到设备。但是，因为大多数电气体系都有固有的无功损耗，您只能运用70个单元的功率。不幸的是，尽管只有70个单元，但它有必要付出100个单元的费用。在这个比如中，功率因数为0.7（假如大多数设备的功率因数小于0.9，备的功率因数小于0.9，将被罚款），首要存在于电机设备中（也称为理性负载。功率因数是电机功率的丈量标准。

本文阐述了进步功率因数的办法和含义，以及进步天然功率因数和功补偿柜的办法。

一、概述。

在供电体系中，除了有功电源和无功电源外，两者都是必不可少的。当感知负载过大时，其功率因数较低，影响线路和配电变压器的经济运转。有必要合理装备无功功率补偿设备，进步体系的功率因数，然后节约电能，削减丢失。

1功率因数与无功功率的联系。

电压与电流之间的相位差(φ)的余弦称为功率因数，用符号cosφ表示，在值上，功率因数是有功功率与视在功率的比值，即cosφ=P/S。

P2+Q2=S2。

在电网的运转中，功率因数反映了功率输出的有效运用程度。我们希望功率因数越大越好。这样，电路中的无功功率就能够降到最低。

2输配电线路的有功功率损耗与功率因数的联系。

因为导线有电阻，当电流经过线路时，线路自身会发生有功功率损耗，其有功功率损耗与电流平方成正比。因而，当线路输送必定的有功功率时，线路自身发生的有功功率损耗与功率因数的平方成反比。进步功率因数能够削减线路的有功功率损耗。

3变压器铜损耗与功率因数的联系。

在运转过程中，当变压器输出必定的有功功率时，其铜损耗与变压器带来的负比，功率与变压器的功率因数成正比。因而，进步功率因数能够削减变压器的铜损耗。

4变压器所需容量与功率因数的联系。

因为变压器在输出必定功率时将功率与变压器的功率因数成反比，当变压器输出必定功率时，功率因数的添加能够下降变压器所需的容量，然后进步变压器的供电才能。

二、进步功率因数。

影响功率因数的首要因素。

1.异步电机、感应电炉等大量电感设备是无功功率的首要耗费者。在工矿企业耗费的一切无功功率中，异步电机的无功功耗占60%~70%；异步电机空载时耗费的无功率占电机总无功耗的60%~70%。因而，为了进步异步电机的功率因数，有必要避免电机的空载运转，并尽可能进步负载率。

2.变压器耗费的无功功率一般约为额定容量的10%~15%，其空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力体系和企业的功率因数，变压器不该空载或长期低负荷运转。

3.假如电源电压超越规定规模，也会对电源因数发生很大影响。当电源电压高于额定值的10%时，因为磁路饱和的影响，无功功率会迅速添加。当电源电压低于额定值时，无功功率也会相应下降，然后进步其功率因数。但是，下降电源电压会影响电气设备的正常运转。

二是无功补偿的一般方法。

采纳恰当办法进步体系的天然功率因数。

进步天然功率因数不需求任何补偿设备出资，只采纳各种管理或技术手法来削减各种电气设备耗费的无功率，这是进步功率因数最经济的办法：

1)合理挑选电机容量，使其接近满载运转。

2)实际负荷不超越额定容量40%的电机应替换为小容量电机。

3)合理安排和调整工艺流程，改进电气设备的运转形式，约束感应电机的空载运转。

4)正确挑选变压器，进步变压器负荷率(一般75%~80%比较合适)。负荷率低于30%的变压器应替换。

5)关于负载率为60%~90%的绕线转子异步电机，必要时可同步，电机可向电力体系输出无功功率。

2人工补偿功率因数。

只是经过进步天然功率因数经过进步天然功率因数来满足要求。因而，有必要进行人工补偿。无功补偿首要有三种办法：低压个人补偿、低压会集补偿和高压会集补偿。

1)单个低压补偿。

低压单个补偿是指依据单个电气设备无功需求，将单个或多个低压电容器组涣散在电气设备中，并与电气设备共用一套断路器。经过操控，保护设备和电机同时切开。随机补偿适用于补偿单个大容量和接连运转（如大中型异步电机）的无功耗费，首要是励磁无功。低压单个补偿的长处是：电气设备运转时，无功补偿出资，电气设备停机时，补偿设备也发动，不会造成无功转移。它具有出资少、占地面积小、设备便利、装备便利、保护简单、事故率低等长处。

2)低压会集补偿。

低压会集补偿是指经过低压开关将低压电容器连接到配电变压器的低压母线侧，以无功补偿切开设备作为操控和保护设备，依据低压母线上的无功负荷直接操控电容器的切开。电容器的切开是个全体，不能进行平稳的调整。低压补偿的长处：接线简单，运转保护作业量小，使无功平衡，进步配电运用率。

3)高压会集补偿。

高压会集补偿是指将并联电容器组直接设备在变电站6~10kV高压母线上的补偿方法。适用于远离变电站或供电线路末端的用户；补偿设备依据负荷主动切开，合理进步用户功率因数，避免功率因数削减导致电费添加。

三是无功电源。

除同步电机外，电力体系的无功电源还包含静电电容器、静态无功补偿器和静态无功发生器。除了电容器，其他几种都能够吸收容性和理性。

1)同步电机。

同步电机包含发电机、电机和相机调节器。同步发电机是仅有的有功电源，也是最基本的无功电源，首要运转滞后的功率因数，为体系提供无功，但必要时，也能够削减励磁电流，使功率因数先进，即所谓的进相运转，以吸收体系剩余的无功。同步相机是一种空载运转的同步电机。其长处是，它能够吸收或输出体系的无功功率激励设备的同步电机能够依据电压平稳地调整输入或输出的无功功率。但是，他有功丢失大，运转保护杂乱，影响速度慢，并逐渐退出电网运转。

2)并联电容器。

并联电容器补偿是目前运用最广泛的无功电源之一。因为电容器的交变电流正好超越电容器极板上的电压，并联电容器自身功耗小，设备灵敏，节约出资；它为体系提供无功功率，能够改善功率因数，削减发电机提供的无功功率。

3)停止无功补偿器。

静态无功补偿器由晶闸管操控的切开电抗器和电容器组成。因为晶闸管对操控信号反应十分快，断开次数无法操控。当电压变化时，静态补偿器能够快速平稳地调整，以满足动态无功补偿的需求，同时实现分相补偿；对三相不平衡负荷和冲击负荷的有效适应性；但因为晶闸管操控在切开过程中会发生高谐波，因而需求添加专用滤波器。

4)停止无功发生器。

其主体为电压源逆变器，经过可关晶闸管恰当断开，将电容上的直流电压转换为与电力体系电压同步的三相交流电压，然后经过电抗器和变压器连接到电网上。恰当操控逆变器的输出电压能够灵敏地改变其运转条件，使其处于容性、理性或零负荷状态。与静态无功补偿器比较，发生器相应速度更快，谐波电流更少，当体系电压较低时，仍可向体系注入较大的无功功率。

三、结束语。

综上所述，进步国家动力运用功率因数，促进企业经济效益，是保证电力体系电能质量、电压质量、削减网络丢失和安全运转不可或缺的条件，应依据不同情况采纳相应办法进步功率因数，削减无功丢失，进步经济效益。