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浅谈功率因数与无功补偿的关系摘要：功率因数的高低关系到输配电线路、设备的供电能力，也影响到其功率损耗。
本文从理论上分析了功率因数与无功补偿关系。
无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。
关键词：功率因数;无功补偿一、前言功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标，用电设备在消耗有功功率的同时，还需大量的无功功率由电源送往负荷,功率因数反映的是用电设备在消耗一定的有功功率的同时所需的无功功率。
电网中无功功率消耗很大，大约有50％的无功功率消耗在输、变、配电设备上,50％的无功功率消耗于电力用户。
为了减少无功功率消耗和由此而造成的电网有功损耗,就必须减少无功功率在电网中的流动，即提高电网负荷的功率因数，从而达到节约电能,降低损耗的目的。
二、影响功率因数的主要因素功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外，还需要无功功率.当有功功率P一定时，如减少无功功率Q,则功率因数便能够提高。
提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。
1）供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响2）电网频率的波动也会对异步电机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响3)异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备以上是影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此必须要寻求一些行之有效的、能够使电力网功率因数提高的方法。
就是加装无功补偿设备，使电网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。
三、无功补偿的方法提高功率因数的主要方法是采用无功补偿技术，根据我国国情和电网现状，采用并联电容器作为无功补偿设备，是最经济的，同时安装维护最为方便。
现将采用电容器进行无功补偿的几种常用方式简述如下：1）站内集中实偿补偿点位于10～110kV变电站的10kV出线上，补偿设备安装于变电站内的户内或户外，为出线支路上所有负荷提供无功电源,补偿上一级电网的无功损耗。
来一起了解无功功率、无功补偿、功率因数最近有朋友向笔者请教无功补偿的一些事情。
那么就在本文中，笔者将与其相关的无功功率、功率因数都简单讲一下吧！一、无功功率我们知道，电网中的许多电力设备多是根据电磁感应原理工作的，他们在能量转换过程中建立交变的磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等。
电源能量在通过纯电感或纯电容电路时并没有能量消耗，仅在负荷与电源之间往复交换、在三相之间流动，由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。
从物理概念来解释感性无功功率：由于电感线圈是贮藏磁场能量的元件，当线圈加上交流电压后，电压交变时，相应的磁场能量也随着变化。
电压增大时，电流及磁场能量也就相应加强，此时线圈的磁场能量就将外电源供给的能量以磁场能量形式贮藏起来；当电流减小和磁场能量减弱时，线圈把磁场能量释放并输回到外面的电路中。
交流电感电路不消耗功率，电路中仅是电源能量与磁场能量之间的往复转换。
电感线圈（图片来源：网络）从物理概念来解释容性无功功率：由于电容器是贮藏电场能量的元件，当电容器加上交流电压后，电压交变时，相应的电场能量也随着变化。
电压增大时，电流及电场能量也就相应加强，此时电容器的电场能量就将外电源供给的能量以电场能量形式贮藏起来；当电压减小和电场能量减弱时，电容器把电场能量释放并输回到外面的电路中。
交流电容电路不消耗功率，电路中仅是电源能量与电场能量之间的往复转换。
电容器（图片来源：网络）二、无功分类上文中，我们提到了感性无功和容性无功。
除此之外，还有基波无功和谐波无功。
感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90°。
如电动机、变压器、晶闸管变流设备等；容性无功：电流矢量超前于电压矢量90°。
如电容器、电缆输配电线路等；基波无功：与电源频率相等的无功（50HZ）；谐波无功：与电源频率不相等的无功。
三、功率因数实际供用电系统中的电力负荷，并不是纯感性或纯容性的，是既有电感或电容、又有电阻的负载。
电动机的功率因数功率因数=有功功率/视在功率视在功率=有功功率+无功功率有功功率是真有用到的功率，无功功率是存储有理性负载中，并没有被真实运用到的功率。
在相同的有功功率条件下，功率因数越大，所需视在功率越小，电流也就越小。
异步电动机的功率因数是衡量在异步电动机输入的视在功率（即容量等于三倍相电流与相电压的乘积）中，真实耗费的有功功率所占比重的巨细，其值为输入的有功功率P1与视在功率S之比，用来标明。
电动机在作业中，功率因数是改动的，其改动巨细与负载巨细有关，电动机空载作业时，定子绕组的电流根柢上是发作旋转磁场的无功电流重量，有功电流重量很小。
此刻，功率因数很低，约为0.2分配，当电动机带上负载作业时，要输出机械功率，定子绕组电流中的有功电流重量添加，功率因数也随之跋涉。
当电动机在额外负载下作业时，功率因数到达最大值，通常约为0.70.9。
因而，电动机应防止空载作业，防止“大马拉小车”景象。
电动机的功率因数:电网中的电力负荷如电动机、变压器等，归于既有电阻又有电感的电理性负载。
电理性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，通常用相位角φ的余弦cosφ来标明。
cosφ称为功率因数，又名力率。
功率因数是反映电力用户用电设备合理运用状况、电能运用程度和用电处理水平的一项首要方针。
cosφ——功率因数；P——有功功率，kW；Q——无功功率,kVar；S——视在功率,kV。
A；U——用电设备的额外电压,V；I——用电设备的作业电流,A。
功率因数分为天然功率因数、瞬时功率因数和加权均匀功率因数。
(1)天然功率因数：是指用电设备没有设备无功抵偿设备时的功率因数，或许说用电设备自身所具有的功率因数。
天然功率因数的凹凸首要取决于用电设备的负荷性质，电阻性负荷(白炽灯、电阻炉)的功率因数较高，等于1，而电理性负荷(电动机、电焊机)的功率因数比照低，都小于1。
(2)瞬时功率因数：是指在某一霎时刻由功率因数表读出的功率因数。
三相异步电动机功率因数三相异步电动机功率因数是指电动机在运行过程中所表现出来的功率与视在功率之比，它是电动机运行效率的重要指标之一。
在实际应用中，功率因数的大小直接影响着电动机的能耗和使用寿命，因此对于三相异步电动机功率因数的控制也越来越受到重视。
一、三相异步电动机功率因数的定义三相异步电动机功率因数是指电动机输出有用功率与输入视在功率之比。
它表示了电动机输出有用能量所占总能量的比例，通常用cosφ表示。
二、三相异步电动机功率因数的计算方法1. 通过测量法计算可以通过测量电流和电压的方法来计算三相异步电动机的功率因数。
具体方法如下：（1）测量三相线路上的电压和电流值；（2）计算每个相位上的有功、无功和视在功；（3）根据公式cosφ=P/√(P²+Q²)求出每个相位上的功率因数；（4）取每个相位上得到的cosφ值平均得到整体平均值。
2. 通过理论计算法计算可以通过理论计算法来计算三相异步电动机的功率因数。
具体方法如下：（1）计算电动机的有功功率和无功功率；（2）根据公式cosφ=P/√(P²+Q²)求出电动机的功率因数。
三、三相异步电动机功率因数的影响因素1. 电动机本身的特性：包括铁心损耗、铜损耗、转子损耗等，这些损耗会导致电动机输出有用能量减少，从而降低功率因数。
2. 负载特性：负载越大，无功功率就越大，从而降低功率因数。
3. 电源特性：供电系统中存在谐波等非正弦波形时，会导致电流与电压之间存在相位差，从而降低功率因数。
4. 运行条件：如温度、湿度等环境条件也会对三相异步电动机的功率因数产生影响。
四、三相异步电动机功率因数的控制方法1. 提高负载效率在实际应用中，可以通过提高负载效率来提高三相异步电动机的功率因数。
例如，在水泵系统中可以通过优化管道布局和增加阀门等方式来降低水泵的负载，从而提高功率因数。
2. 采用无功补偿技术采用无功补偿技术可以有效地提高三相异步电动机的功率因数。
浅谈功率因数及无功补偿一、引言在电气工程中，功率因数及无功补偿是非常重要的概念。
实际上，对于一些大型工业或商业企业而言，功率因数及无功补偿不仅关乎能源效率和节能，还关乎经济效益和生产效率。
本文将从功率因数和无功补偿这两个方面进行阐述，探讨它们的概念、作用、应用以及影响。
二、功率因数1.概念功率因数，通常用符号PF表示，是表示电路中有用功与总功率之比的指标。
功率因数可以看作是描述电力系统效率的指标。
理想情况下，功率因数等于1，也就是电路中只有有用功，没有无用功。
而实际情况下，功率因数通常低于1，这是由于电路中存在一定的无功功率而引起的。
2.作用功率因数的大小直接影响电路的运行效率和经济性。
功率因数越大，电路的效率越高，节能效果越好。
否则，电路中无用功对线路的容量、输电损耗、变压器容量等都会造成不必要的负担，电费会增加，且不利于电力系统的稳定运行。
3.应用在实际工程中，功率因数的影响很大，因此需要通过补偿来提高功率因数。
通常采用的无功补偿方式是在电路中增加并联电容器或并联感性元件，来消除电路中的无功功率，提高功率因数。
此外，还可以通过变压器自耦变压法等方式进行补偿。
三、无功补偿1.概念无功补偿是一种通过附加无功元件(电容器、电感器等)来对电路的无功功率进行补偿的技术。
由于电器设备在工作过程中会产生一定的无功功率，这些无功功率对电力设备和系统的稳定性有很大的影响。
通过进行无功补偿，可以使电力系统更加稳定，保证设备的正常运行。
2.作用无功补偿可以改善电路的功率因数，减少电能的损耗，并延长电气设备的寿命。
此外，无功补偿还可以提高系统的电压，保持电力系统的稳定，避免电能浪费，并为实现节能和减碳做出贡献。
3.应用无功补偿通常采用并联电容器或并联电感器的方法进行，来实现对电路中无功功率的补偿。
同时，无功补偿要根据不同的负载情况进行调整和升级，保证补偿效果最佳。
四、影响功率因数和无功补偿未能达到标准要求，不仅会造成电路过载，影响设备运行效率，还会造成电能的浪费，增加无用电费和输电损耗。
第四章异步电动机的功率因数与无功补偿§4-1异步电动机的功率因数与无功功率的经济当量§4-2 电动机无功补偿的分类§4-3电动机就地补偿的技术经济效益§4-4绕线型感应电动机的转子进相器§4-1异步电动机的功率因数与无功功率的经济当量工矿企业消耗的无功功率异步电动机约占70%。
不少电动机负载率很低，经常处在轻载或空载运行，功率因数普遍不高。
负载率愈低，则功率因数愈低，无功功率相对于有功功率的百分比更为显著地浪费电能。
因此对于异步电动机采用就地无功补偿以提高功率因数、节约电能，减少运行费用以及提高电能质量具有重要的意义。
用户功率因数的高低，直接关系到电网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约用电和整个供电区域的供电质量。
但在实际电力系统中异步电动机作为传统的主要负荷使电网产生感性无功电流，这些无功电流都导致电网中产生大量的无功功率。
在无功功率传递过程中会消耗大量的有功功率率，由于安装了无功补偿容量，减少了无功功率传输而降低的有功功率损耗值与无功功率减少值的比值，即输送的无功功率减少1 kvar（或增加1 kvar 无功补偿容量）时所减少的有功功率损耗值就是无功功率的经济当量。
线路的有功功率损耗值为：安装无功补偿容量Q bch 后，有功功率损耗值为：减少的有功功率损耗为：无功补偿的经济当量为：其中C y 为无功功率通过线路时引起的有功功率损耗的单位损耗值；Q bch /Q 为无功功率的相对降低值，称为补偿度。
当补偿度很低，即Q bch <<Q 时， C bch ＝2C y ;当补偿容量很大，即Q bch >>Q 时， C bch ＝C y说明补偿容量越大，对减小有功损耗的作用越小，并非补偿容量越大越经济。
补偿容量的大小需通过技术经济比较来确定。
232232222332210101010L LP LQS R P Q P R U U P Q R R U U P P ----⨯+==⨯=⨯+⨯=+22'3322()1010bch L Q Q P P R R U U ---=⨯+⨯'32(2)10bch bch L L Q Q Q P P P R U --∆=-=⨯32232(2)10(2)10(2)(2)bch L bch bch bch LQ bch bch y Q Q P C R Q U Q QQ R QU P Q Q C Q Q Q---∆==⨯-=⨯=-=-§4-2 电动机无功补偿的分类就无功补偿原则方案来讲，电动机的无功补偿属于末端补偿，通常又称为就地补偿。
从安装位置和被补偿电动机参数的角度来讲，其又可分为单机就地补偿和分散(组)就地补偿。
单台电动机就地补偿，是将补偿电容器安装在电动机附近，且单一给该台电动机进行无功补偿。
分散(组)就地补偿，是将补偿电容器安装在多台电动机组附近，对多台电动机进行无功补偿，如接在车间动力箱出线侧母线上。
这里讲的分散(组)是相对于总配电房的集中补偿而言。
对不需要频繁操作的电容器可用空气断路器操作，而对于需要经常操作的并联电容器，可用专用交流接触器操作。
单机就地补偿主要适合用于年运行时间较长的电动机。
在实际工作中，综合考虑技术和经济等各种因素，不可一概而论，而应和分散(组)补偿及集中补偿的其他方式相配合，以取得最佳的经济效益。
采用电容器补偿电动机无功功率，以中小型电动机为主要对象。
考虑到节能(节约)的实际效益，对年利用小时数很小的，经常停用的中小型电动机一般不采用就地补偿方式。
另外，为了降低补偿技术的复杂性，对高速电动机，经常反复开停的、点动、堵转电动机(电梯及吊车用电动机)、双向转动或反接制动的电动机以及高压大容量电动机，也都不考虑采用就地补偿。
对于绕线型感应电动机可以采用转子进相器补偿，或者进行同步化改造。
也可以采用电容器就地补偿方式。
§4-3电动机就地补偿的技术经济效益1.最佳电容器安装容量在已安装kvar容量无功补偿电容器的基础上，增加1 kvar容量所带来的经济效益，恰好等于增加这1 kvar容量的成本，则原已安装的kvar容量就是最佳容量。
2.按被补偿电动机空载电流计算补偿容量先按异步电动机空载电流占额定电流的百分数值计算空载电流，再按空载电流计算补偿容量。
针对不同的机械负荷、容量、不同的工作制式，补偿容量往往是不一样的，如长期稳定运行的风机类负荷的电动机补偿容量计算公式式中0.95—修正系数；Kdu一电动机端电压正常变化系数，取值为0.81-1；KD为电源频率变化系数，取值为0．98-1．02。
如电动机容量在7.35 kW 以下时补偿容量计算公式Q >0.68Pn电动机容量大于7.35 kW 时补偿容量计算公式对于频繁起停的电动机，补偿容量计算比较复杂。
一般以测试统计为准，也有采用动态补偿方式的案例。
总之，就地补偿应全面掌握电动机的铭牌参数、负荷性质、负载水平、运行操作情况及安装位置，选择出合适的计算方法进行计算．对求得的初步容量进行技术分析，对照并联电容器规格．再确定最终安装容量。
3.电动机无功补偿必须注意的技术问题1 、防止产生自励磁为防止被补偿电动机产生自励磁的情况发生，就地补偿的电容器容量选用应尽量不过补。
2 、防止产生谐振在无功补偿容量配置上．应该防止RLC电路发生谐振。
一般可以用调整电容器容量的办法避免谐振发生。
为进一步避免进行无功补偿时发生并联谐振。
在电容器组接入电网时，应校核产生并联谐振条件的临界容量。
加装串联电抗器亦可防止谐振产生。
3、防止过电压电动机采用无功就地补偿后，将会引起电容器安装处的电压升高，当补偿容量过大时，电网电压升高较多，甚至达到不能允许的程度。
国家标准规定，并联电容器工频长期过电压值最多不超过1.1倍额定电压。
4 、防止维持电压时间过长对于需自动投切的电动机，或可逆运行的电动机，从正转状态到反转状态的过渡时间内，电容器的端电压必须降到额定峰值(初始值)电压的10％以下，否则由于自励磁的增加，电动机的端电压将升高到不能允许的程度。
当采用自动投切时，投、切时间间隔的时限t应大于或等于电容放电时间。
5、限制投切涌流。
§4-4绕线型感应电动机的转子进相器一、概述一种是带整流子的旋转式进相器，一种是智能化转子静止进相器，两者工作原理是一样的，但后者是用于取代前者感应式旋转进相器的新型进相装置。
它克服了旋转进相器“整流子”结构特别怕尘埃、使用寿命短、维修频繁、费用高、规格少、难以与电动机达到最佳匹配等缺点，是一种用于提高大中型绕线式异步电动机功率因数的新型无功功率补偿设备。
它可使异步电动机的功率因数提高到接近于1，使电机定子电流减少20%左右。
其性能优于传统的电容补偿和旋转式进相器。
电机定子侧并联电容器补偿，只是在电机之外的电网上对电机的无功功率进行补偿，无法改善电机本身的运行状态。
而在电机转子侧串接进相器进相之后，电机定子侧的电流可大幅度下降，功率因数显著提高，电机温升降低，效率和过载能力也相应提高。
因此进相器补偿与电机定子侧并联电容器就地补偿有本质的区别。
静止式进相器是九十年代机电一体化的产物，采用交流变频和微机控制技术开发而成，具有参数调节容易，不怕尘埃，使用寿命长，维护方便，费用低，没有转动的部件，没有换向器，不会产生火花，不怕灰尘，而且带有自诊断和自修复等智能化技术，安全可靠等特点。
还具有效率高，使用寿命长，维护方便，能适用于恶劣环境等一系列优点。
可适配所有高低压三相绕线式异步电动机，适用于水泥、冶金、轧钢、造纸、制药、化工、矿山等行业，能显著降低电动机和电力线路上损耗，节约电能，改善电网供电质量，降低电动机温升，具有明显经济效益和社会效益。
二、工作原理本装置的接线如图1：图1：智能化静止进相器系统图智能化静止进相器通过检测电机转子回路电流的变化,经过控制器的智能化处理,能自动跟踪电机转速的变化，控制变频器把50Hz的交流市电转变成与异步电动机的转子电流频率相同的电势EF，施加到绕线式异步电动机的转子绕组上，以改变电机的转子和定子电流的相位。
使异步电动机的功率因数cos 明显提高（如图2所示），从电网吸取的无功功率大大减少,定子电流大幅度降低。
a.不接进相器b.接入进相器图2：异步电动机电流相量图三、补偿特性智能化静止进相器的补偿特性如图3示：随着补偿电压的逐步升高，定子侧的无功功率逐渐减小，功率因数逐步上升，定子电流逐渐减小。
当补偿电压高到一定值后，定子侧的无功功率减小到接近于零，功率因数上升到近似于1，而电机的输出功率维持不变。
图3：智能化静止进相器补偿特性四、技术特点1、结构形式为无触点，参数容易调节，因而不怕灰尘，很容易与电动机达到最佳配合，克服了旋转式进相器的两大缺点；2、能使电动机功率因数提高到0.95以上，降低定子电流15~20%左右,即能有效地减少电动机供电线路的电压损失及电力损耗，节约有功功率；3、采用交-交变频与微机控制技术真正做到无环流系统,使设备本身的能耗降低到最小；4、采用智能化技术，能自动进相与自动退相，具有故障自动诊断与自动修复功能；5、全部采用电子元器件,使用寿命长,安全可靠,维护费用极低；6、采用的接线方式可以保证安装与调试或者维护过程中不会影响到生产过程的正常运行。
五、应用示例（缺）情感语录1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，却难以启齿。
其实你若真爱一个人，内心酸涩，反而会说不出话来12.生命中有一些人与我们擦肩了，却来不及遇见；遇见了，却来不及相识；相识了，却来不及熟悉，却还要是再见13.对自己好点，因为一辈子不长；对身边的人好点，因为下辈子不一定能遇见14.世上总有一颗心在期待、呼唤着另一颗心15.离开之后，我想你不要忘记一件事：不要忘记想念我。
想念我的时候，不要忘记我也在想念你16.有一种缘分叫钟情，有一种感觉叫曾经拥有，有一种结局叫命中注定，有一种心痛叫绵绵无期17.冷战也好，委屈也罢，不管什么时候，只要你一句软话，一个微笑或者一个拥抱，我都能笑着原谅18.不要等到秋天，才说春风曾经吹过;不要等到分别，才说彼此曾经爱过19.从没想过，自己可以爱的这么卑微，卑微的只因为你的一句话就欣喜不已20.当我为你掉眼泪时，你有没有心疼过。
