無功補償基礎培訓
一、功率的概念
1、視在功率：視在功率是指發電機發出的總功率，其中可以分為有功部分和無功部分。
2、有功功率：有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率，也就是將電能轉換為其他形式能量(機械能、光能、熱能)的電功率。
3、無功功率：是用于電路內電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉變為其他形式的能量。凡是有電磁線圈的電氣設備，要建立磁場，就要消耗無功功率。無功功率不做功，但是要保證有功功率的傳導必須先滿足電網的無功功率。
三、無功補償的一般方法
無功補償通常采用的方法主要有3種：低壓個別補償、低壓集中補償、高壓集中補償。下面簡單介紹這3種補償方式的適用范圍及使用該種補償方式的優缺點。
(1)低壓個別補償
低壓個別補償就是根據個別用電設備對無功的需要量將單臺或多臺低壓電容器組分散地與用電設備并接，它與用電設備共用一套斷路器。通過控制、保護裝置與電機同時投切。隨機補償適用于補償個別大容量且連續運行(如大中型異步電動機)的無功消耗，以補勵磁無功為主。低壓個別補償的優點是：用電設備運行時，無功補償投入，用電設備停運時，補償設備也退出，因此不會造成無功倒送。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護簡單、事故率低等優點。
(2)低壓集中補償
低壓集中補償是指將低壓電容器通過低壓開關接在配電變壓器低壓母線側，以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，根據低壓母線上的無功負荷而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進行，做不到平滑的調節。低壓補償的優點：接線簡單、運行維護工作量小，使無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網損，具有較高的經濟性，是目前無功補償中常用的手段之一。
(3)高壓集中補償
高壓集中補償是指將并聯電容器組直接裝在變電所的6～10kV高壓母線上的補償方式。適用于用戶遠離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負荷時，可以減少對電力系統無功的消耗并可以起到一定的補償作用；補償裝置根據負荷的大小自動投切，從而合理地提高了用戶的功率因數，避免功率因數降低導致電費的增加。同時便于運行維護，補償效益高。
采用無功補償的優點
1、根據用電設備的功率因數，可測算輸電線路的電能損失。通過現場技術改造，可使低于標準要求的功率因數達標，實現節電目的。
2、 采用無功補償技術，提高低壓電網和用電設備的功率因數，是節電工作的一項重要措施。
3、 無功補償，它就是借助于無功補償設備提供必要的無功功率，以提高系統的功率因數，降低能耗，改善電網電壓質量，穩定設備運行。
4、減少電力損失，一般工廠動力配線依據不同的線路及負載情況，其電力損耗約2%--3%左右，使用電容提高功率因數后，總電流降低，可降低供電端與用電端的電力損失。
5、 改善供電品質，提高功率因數，減少負載總電流及電壓降。于變壓器二次側加裝電容可改善功率因數提高二次側電壓。
6、 延長設備壽命。 改善功率因數后線路總電流減少，使接近或已經飽和的變壓器、開關等機器設備和線路容量負荷降低，因此可以降低溫升增加壽命（溫度每降低10°C，壽命可延長1倍）
7、最終滿足電力系統對無功補償的監測要求，消除因為功率因數過低而產生的罰款。
8、無功補償可以改善電能質量、降低電能損耗、挖掘發供電設備潛力、無功補償減少用戶電費支出，是一項投資少，收效快的節能措施。
9、無功補償技術對用電單位的低壓配電網的影響以及提高功率因數所帶來的經濟效益和社會效益，確定無功功率的補償容量，確保補償技術經濟、合理、安全可靠，達到節約電能的目的。
功率、功率因數
在電網中，功率分為有功功率、無功功率和視在功率。交流電網中，由于有阻抗和電抗（感抗和容抗）的同時存在，所以電源輸送到電器的電功率并不完全做功。因為，其中有一部分電功率（電感和電容所儲的電能）仍能回輸到電網，因此，凡實際為電器(電阻性質)所吸收的電功率叫有功功率。電感和電容所儲的電能仍能回輸到電網，這部分功率在電源與電抗之間進行交換，交換而不消耗，稱為無功功率。
當電網電壓為正弦波形，并且電壓和電流同相位時，電阻性電氣設備從電網吸收的功率P等于電壓U和電流I的乘積，即：P＝U×I 電阻性電氣設備包括白熾燈、電熱器等。
電動機和變壓器運行時需要建立磁場，這部分能量不能轉化為有功功率，因此稱之為無功率Q。此時電流滯后電壓一個角度φ 。
在選擇變配電設備時應按視在功率S，即有功功率和無功功率的幾何和：S＝√ P2 + Q2
無功功率的傳輸加重電網的負擔，使電網損耗增加，因此需要對其進行就近和就地補償。
并聯電容器可以補償或平衡電氣設備的感性無功功率。當容性無功功率Qc等于感性無功功率QL時，電網只傳輸有功功率P。
提高功率因數的意義：
在一定的有功功率下，當用戶的cosφ比較小，視在功率比較大，為了滿足用電的需要，供電線路和變壓器的容量需要大，這樣，增加了供電投資、降低設備利用率，也增加線路網損。負載的功率因數過低，供電設備的容量不能充分利用，在一定的電壓下向負載輸送一定的有功功率時，通過輸電線路的電流增大，導線電阻的能量損耗和導線阻抗會造成電壓降。所以，功率因數是電力系統中的一個重要指標。
根據全國用電規定，在電網高峰負荷時，用戶的功率因數應達到的標準：高壓用電的工業用戶和高壓用電裝有帶負荷調整電壓裝置的電力用戶，功率因數為0.9以上，其它用戶，100kVA及以上電力用戶和大中型電力排灌站，功率因數為0.85以上；農業用電功率因數為0.80以上。凡功率因數達不到上述規定的用戶，供電部門會在其用戶使用電費的基礎上，按一定比例對其進行罰款。所以，需要提高用戶的功率因數，必須進行無功補償。
無功補償的原理和方法
把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷，并聯接在同一電路；當容性負載釋放能量時，感性負荷吸收能量；而當感性負荷釋放能量時，容性負荷卻在吸收能量；能量在兩種負荷之間交換。
這樣，感性負荷所吸收的無功功率，可以從容性負荷輸出的無功功率中得到補償，這就是無功功率補償的基本。
無功功率補償的方法很多，以采用電力電容器或采用具有容性負荷的裝置進行補償比較多。這里，重點介紹電力電容器的補償方法。
電力電容器的補償，有兩種方法：并聯補償和串聯補償。
串聯補償：是把電容器直接串聯到高壓輸電線路上，以改善輸電線路參數，降低電壓損失，提高其輸送能力，降低線路損耗。這種補償方法的電容器稱做串聯電容器，應用于高壓遠距離輸電線路上，應用比較少。
并聯補償：是把電容器直接與被補償設備并聯連接到同一電路上，以提高功率因數。這種補償方法所用的電容器稱作并聯電容器，用電企業都是采用這種補償方法。
電容器的補償形式，以無功就地平衡為原則。
無功補償在系統中的作用：
補償無功功率，提高功率因數、 增加電網的傳輸能力，提高設備利用率 、降低線路損失和變壓器有功損失
減少設備容量 、 改善電壓質量
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