实验一、无功补偿实验
一、 实验目的
理解无功补偿的原理及意义，掌握其计算方法。 二、 原理说明
工厂中由于有大量的感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，从而使功率因数降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能，提高其自然功率因数的情况下，尚达不到规定的功率因数要求时，根据GB50052-1995《供配电系统设计规范》和GB3485-1983《评价企业合理用电技术导则》等规定，在采用上述提高自然功率因数的措施后仍达不到规定的功率因数要求时，应合理装设无功补偿设备，以人工补偿方式来提高功率因数。
进行无功功率人工补偿的设备，主要有同步补偿机和并联电容器。并联电容器又称移相电容器，在工厂供电系统中应用最为普遍，具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩建方便等优点。并联补偿的电力电容器大多采用△形接线。低压并联电容器，绝大多数是做成三相的，而且内部己接成△形。
无功补偿装置接线示意图
右图表示功率因数的提高与无功功率和视在功率变化的关系。 假设功率因数由cos φ提高到cos φ’，这时在负荷需要的有功功率P 30不变的条件下无功功率Q 30减小到Q 30’， 相应地负荷电流I 30也得以减小，这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对电力系统大有好处。
功率因数的提高与无功功率、视在功率的变化
无功补偿控制器
由上图可知，要使功率因数由cosφ提高到cosφ’，必须装设的无功补偿装置容量为
Q c = Q30 - Q30’ = P30 (tanφ- tanφ’) 或Q c=△q c P30 。式中，△q c= tanφ- tanφ’，称为无功补偿率，或比补偿容量。无功补偿率，是表示使1KW的有功功率由cosφ提高到cosφ’所需要的无功补偿容量Kvar值，其单位为“Kvar／KW”。
并联电容器在工厂供电系统中的装设位置，有高压集中补偿、低压集中补偿和就地补偿(个别补偿)等三种方式。
高压集中补偿是将高压电容器组集中装设在工厂变配电所的6~10kV的母线上。这种补偿方式只能补偿6~10kV母线以前所有线路上的无功功率，而此母线后的厂内线路的无功功率得不到补偿，所以这种补偿方式的经济效果比后两种补偿差。
低压集中补偿是将低压电容器集中装设在车间变电所的低压母线上。这种补偿方式能补偿车间变电所低压母线以前车间变压器和前面高压配电线路及电力系统的无功功率。由于这种补偿方式能使车间变压器的视在功率减小从而可使主变压器的容量选得较小，因此比较经济，而且这种补偿的低压电容器柜一般可安装在低压配电室内，运行维护安全方便，因此这种补偿方式在工厂中相当普遍。
分散就地补偿又称单独个别补偿，是将并联电容器组装设在需进行无功补偿的各个用电设备旁边。这种补偿方式能够补偿安装部位以前的所有高低压线路和电力变压器的无功功率，因此其补偿范围最大，补偿效果最好，应予以优先采用。但这种补偿方式总的投资较大，且电容器组在被补偿的用电设备停止工作时，它也将—并被切除，因此其利用率较低。
由于高压电容器采用自动补偿时对电容器组回路中的切换元件要求较高，价格较贵，而且维护检修比较困难，因此当补偿效果相同或相近时，宜优先选用低压自动补偿装置。三、实验内容与步骤
⑴、按照正确顺序启动实验系统，把电能送至400V母线II段，并接通II段的微断开
关。把“无功补偿方式”门轮开关拨至“自动”位置，然后按动无功补偿控制器上的“设置”键，直到打头字母显示为“H”为止，表示现在是手动方式，此时显示的小数即为cosφ。
⑵、按动无功补偿控制器上的“▲”、“▼”键，分别投入、退出四组电容器，记录投退
电容组前后的cosφ的值，以及P30的值，并填入表内。
⑶、根据公式计算四组电容器的无功补偿率△q以及无功补偿容量Q。
四、思考题
1、假如厂区内现在的功率因数为0.68，投入C1后，功率因数会变为多少？要将其调整到
0.90以上，可投入哪几组电容器？
2、简要说明并联电容器组加载到车间变电所的低压母线上会对终端用电设备和高压母线
侧造成什么影响。
五、实验报告
1、画出实验记录表；
2、回答思考题，并写出计算步骤。