浅谈功率因数与无功补偿的关系

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。

疋，曩警√氛浅谈东曲矿选煤厂功率因数无功补偿王超(古交东曲矿选煤厂，山西太原030200)日商要]对广大用电企业采说，用电功率因数高低，直接关系到功率损耗和电能损耗，关系到供电线路电压损失舜口电压波动，关系到节约用电和整个用电区域供电质量。

提高电力系统功率因数，已成为用电企业中一个重要课题，而提高电力系统功率因数，首先就要提高每个使用地点功率因数。

文中简要探讨了影响功率因数主要因素以及低压无功补偿使用效果和方法。

陕键词]功率D R；无功补偿1目前功率因素的现状功率因数是交流电路的重要技术数据之一。

所谓功率因数，是指任意二端网络(与外界有二个接点的电路)两端电压U与其中电流l之间的位相差的余弦。

在二端网络中消耗的功率是指平均功率，也称为有功功率，它等于P=ul cos巾由此可以看出，电路中消耗的功率P，不仅取决于电压V与电流I的大小，还与功率因数有关。

而功率因数的大小，取决于电路中负载的性质。

东曲矿选煤厂电气设备大多使用异步电动机，因属于电感性设备，从而造成供电系统功率因数i寸f氐，低于Q8(O．78左右)，使电气设备如变压器等的容量不能充分利用，增加了厂内配电线路的功率损失，通过导线的电流公式I=l,cos由决定，当线路电压和机械负荷不变时，电流的有功分量l。

就是一个常数。

因此，当CO S巾减小时，线路电流I必然增加，使功率损失大大增加，增加厂内线路的电压损失，当C O S巾刚氐时，在输送同样有功电流的情况下，电流将增大，并造成变压器和线路中的电压损失的增大，这将对用电设备，尤其对异步电动机的运行和起动带来不良后果，同时也不能满足上级电网要求。

为此拟采取供电系统的功率因数补偿，来提高了供电系统的供电质量，降低了无功损耗，提高经济效益。

2提高功率因素的方法提高功率因数的方法较多，主要是正确选择与合理使用电动机，合理调节负荷，避免变压器和轻载运行，选择使用绕线式同步电机，采用电容器组等。

根据东曲矿选煤厂设备的实际情况和生产情况，采用电力电容器在变压器低压侧进行无功补偿较为合理。

浅谈工业企业功率因数及无功补偿作者：刘广军来源：《世界家苑》2017年第05期摘要：本文阐述了功率因数的概念、提高功率因数的意义及方法，并结合企业实际情况介绍了无功补偿的实施情况和效果。

关键词：功率因数、无功补偿1、功率、功率因数在电网中，功率分为有功功率、无功功率和视在功率。

交流电网中，由于有阻抗和电抗（感抗和容抗）的同时存在，所以电源输送到电器的电功率并不完全做功。

凡实际为电器（电阻性质）所吸收的电功率叫有功功率，常用单位为kW（千瓦），而电感和电容所储的电能仍能回输到电网，这部分功率在电源与电抗之间进行交换，交换而不消耗，称为无功功率，常用单位为kVar（千乏）。

电压和电流的乘积称为视在功率，用字母S表示，常用单位为kVA（千伏安）。

有功功率与视在功率的比值就是功率因数，用COS表示。

COS=P/S在一定的有功功率下，当用户的COS比较小，视在功率比较大，为了满足用电的需要，供电线路和变压器的容量需要大，这样，增加了供电投资、降低设备利用率，也增加线路网损。

负载的功率因数过低，供电设备的容量不能充分利用，在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时，通过输电线路的电流增大，导线电阻的能量损耗和导线阻抗会造成电压降。

所以，功率因数是电力系统中的一个重要指标。

在工业企业中，由于存在大量的电动机和变压器，电动机和变压器运行时需要建立磁场，造成电流滞后电压，功率因数较低，因此需要对其进行就近和就地补偿。

2、提高功率因数的意义2.1提高功率因数有利于充分利用供电设备的容量，使同样的供电设备为更多的用电器供电。

每个供电设备都有额定的容量，即视在功率S，有功功率越大，电路中的有功功率P就越大，提高功率因数，可使同等容量的供电设备向用户提供更多的功率，提高供电设备的能量的利用率。

2.2提高功率因数有利于减少供电线路上的电压降和能量损耗在交流电路中，故用电器的功率因数越高，则电路中的电流就越小，输电线和设备的电压降和功率损耗就越小。

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 。 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 。 低压集中补偿的优点 ： 接
备是无功功率的主要消耗者 。 据有关的统计 ， 在Ｔ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 ６ ０ ％～ ７ ０ ％；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 ６ ０ ％ ～７ ０ ％。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 。
仅为 Ｑ （ Ｑ ＜ Ｑ ） ， 此时虽然系统中的无功功率也能平衡 ， 但平衡条件所
决定的电压水平为 ｕ ，而 ｕ显然低于 Ｕ ｎ 。在这种情况下 ，虽然可 以采 取某些措施 ， 如改变某 台变压器 的变 比来提高局部地 区的 电压水平 ， 但 整个系统的无功功率仍然不足 ， 系统 的电压质量得不到全面改善 。 这种 平衡是系统无功功率不足时达到的平衡 ，是 南于系统的电压水平下降 ， 无功功率负荷本身具有 的电压调节效应 ， 使全 系统 的无功功率需求有所
下降而达到的平衡 ， 是 南于系统 的电压水平下降 ， 无功功率负荷本身具
有 的电压调节效应 ，使全系统 的无功功率需求有所下降而达到的 。

空载运行 ，或者长期 的运 行在低 负载 的情况 。 ３ ． ２ 供 电电压超过规定的范围也会对 电网的功率因数造成影 响。 当供 电电压高于额定值的 ｌ Ｏ ％ 时 ，无功功率 的增长就会很快 。 根据资料显示 ， 如果供 电电压 高过额 定的 ｌ Ｏ ％ ， 工厂 的无功功率就会 增加 ３ ５ ％ 。当供 电电压低 于额定值的时候 ，无功功率就会相应 的减 少 ，这样也会提 高系统的功率因数 。但是较低的工作 电压就会影响 用 电设备 的正常 工作 。因此应该尽可能的保证系统的供 电电压稳定 在额定 电压 内。同时对 于电网频率的波动还会对异步 电动机和变压 器的磁化无功功率造成影响 。 ３ ． ３ 电网的频率波 动会给 异步 电动机的正常工作造成影响 。当 异步 电动机在低频 的工作 情况 下，相应的转速就会下降，而火 电厂 的泵和风机等辅助设备 的力矩 也会有所 下降，从而影响电厂的正常 运行 。 ３ ． ４提高功率因数 的主要方式 ３ ． ４ ． １根据变压器补偿 ，把低 压电容器 通过低压保险接在配 电 柜 的二次侧 ，用来补偿配 电变压器 空载 无功功率和漏 磁无 功功率 随着变压器 的无功功率补偿有 以下优 点：管理方式方便可靠， 同时 利于系统接线，能够有效 的补偿 空载时候的无功功率，这样就使得 无 功平衡，从而提高 了配变 的利用率 ，降低 了无功的损耗 ，是 目前 情 况下补 偿系统无功的最常使用方法 。 ３ ． ４ ． ２根据异步 电动机进 行补偿 。把低 压的电容器和 电动机并 联，通过控制保护装置和 电机 同时投切 ，来 保证补偿 电机 的无功损 耗 。这种 方法可 以有效 的限制用 电设备 的无 功功率 。这种 根据电机 进 行补偿 的优 点在于 用 电设 备在运 行的过 程 中就 可 以进 行无功 补 偿 ，当用电设备不运行 的时候 ，补偿 设备就 不工作 。而且 不用频繁 的调整 电机 的补 偿容量 。具有 投资小、安装 方便等特 点。 ３ ． ４ ． ３跟踪补偿。指 的是把无功功率补偿投切装置做为 控制保 护装置 ，把 低压 电容器 组补偿 在大用户 ０ ． ４ Ｋ Ｖ母线上，进行补偿。 这种方式适合在 １ ０ ０ Ｋ Ｖ Ａ以上的专用配电用户， 可以代替以上的两种 补偿方式 ，并且 这种补偿方式 的补偿效果也 比较好 这种补偿 方式 的优 点是运 行方 式灵活，运行 的维护工作量小 ，比前两种补偿方式 的寿命长 ，并且系统的可靠性增强 。但 是它 的缺 点是 补偿 装置 的结 构复杂 ，并且对 于初期 的投资成本比较高。 参 考文献 ： 川 １唐 艳 群 ， 高久 国， 陈晨 ． 浅谈 电 网无 功 补 偿 Ｕ １ ． 湖 州师 范 学 院 学

建材发展导向2018年第14期16目前，日常的用电量在逐渐的扩大，而用电的标注你和需求也在不断的提升，因此这就导致了电能的损耗和用电紧张等问题，电力发展的过程中，局部用电变得格外的紧张，因此，为了有效的提升企业的用电效率，并提升企业的经济水平，同时有效的降低电能线路的损耗，需要积极的做好相关的节能减排的工作，从而利用无功补偿使得功率因数被有效提升，最终达到提升居民和企业用电力率的重要目的。

而若想有效的节约能源，需要从电能的无功传输的角度进行考虑，从而实现无功补偿。

虽然利用这种方法可以在一定程度上给企业降低一定的用电成本，但是利用无功补偿的过程中难免会遇到一定的问题，如何才能有效的进行无功补偿，从而降低用电成本，提升企业的经济效益，也在一定程度上达到节能减排的目的，是我们研究的重点内容。

1　无功补偿和提高功率因数的意义分析在电力系统中，其中包含了较多的电器设备，而根据线路系统中的电磁感应原理而正常工作者。

利用磁场的作用，变压器可以实现电压所输出的能量，而在系统中所存在的磁场能量则是通过电源实现一定的供应，通过电动机以及变压器两者之间的能量转换，从而实现了线路中的交变磁场，当在一定的周期内，所四方的功率和吸收的功率两者之间数值相等时，所得到的功率时感性无功功率。

而充电功率和放电功率两者之间相等时，容幸无功功率不会消耗能量。

其中线路中的功率因数的表达式为：，然后依照功率的三角函数的关系，其中式子中的P 是有功功率。

该式子反映出了电源的有效功率利用视在功率的程度大小，当线路中的电源容量被确定之后，该函数值和线路中的负载有功功率两者呈现正比例关系，前者越大，后者越小，这时电能的使用效率也相对越高。

反之，当三角函数的值越小，则线路中的无功功率的值也就越大，为了达到用电的有关标准，需要及时的增大设备的容量。

这就意味着企业需要加大公司的投资金额，从而满足一定的用电需要。

不单单会降低公司的设备利用效率，还会提升用电线路的损耗。

Ｐ
图 １ 尢功 功 翠 补 偿 Ｊ 里 泉±
质 量 ，而且 可 以提 高 用 户 用 电设 备 的 工 作 效
率 ，为用 户本 身 节 约 电能 。 因此 ，对 于 配 电
ｓ， 功 率 因 数 改 善 前 的 视 在 功 率 ， 为
网 来说 ，若 能有 效 地 做 好 无 功 补 偿 ，不 但 可 Ｃ Ｓ １ Ｏ 为无 功 补偿 前 的功 率 因数 ；ｓ为 功 率 冈 ， 以 减 轻 上 一 级 电 网补 偿 的压 力 ，提 高 功 率 凶 数改 善 后 的视 在 功 率 ，Ｃ Ｓ 为 无功 补 偿后 的 Ｏ
ｌｓ ｏ ｓ， ｒ ａ ｅ ｏ ｔ ｅ ｐ ｅｌｔ ｄ ｔ ｈ ｏｗｅｒｓ ｐｐｙ ｌ ｅ ｖ ｌ ｇ ｕ ｌ ｉ ｏｔ ｅ ｎ ａ ｌ ｓ ａ ｄ ｖ ｌａ ｅ ｆ ｔ ａ ｉ ｏｓ ｎ ｏ ｔ ｇ ｌ ｕ ｔ ｕｃ ｏｎ，ｂｕ ｌ ｏ ｔ ｈ ｔａｓ ｏ ｔ ｅ ｃ ｓ ｖ ｔ ｆ ｅ ｅｒ ｙ ａ ｄ ｔ ｓ ｒ ｂ ｅ ｉ ． ｏｎ ｅｒ ａ ｉ ｏ ｎ ｇ ｎ ｈｅ ｕ ｅ ｅｎ ｆ ｓ ｏｎ ｔ Ｔｈｉ ｐ ｐ ｉ ｆ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ｈ ｏｗｅｒｆ ｃ ｏｒ ｓ ａ ｅｒｂｒ ｌ ｉ ｔｏ ｃ ｓ ｔ ｅ ｐ ｅｙ ａ ｔ ａ ｅａ ｉ ｐｏ ｅｒ ｃ ｎｄ ｒ ｃｔｖｅ ｗ ｏｍ ｐｅｎｓ ｔ ｏｎ ｆ ｔ ａ ｉ ｏ ｈｅ ｃ ｏｎｃ ｅｐｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ｐｉ ｏ ｅａ ｔ ｖ ， ｈ ｐ ｉ ｃｉ ｅ ｆ ｒ ｃ ｉ ｅ ｐｏｗ ｅｒ
利 用 ，有 着 显 著 的影 响 。适 当提 高 用 户 的功
Ａｂｔ ￣ ｓｒ 。 弩≈≯ ≥ 毫专 ≈ 镌 ｉ ≯ §曩
率 冈数 ，不 但 可 以充 分 地 发挥 发 、供 、用 电 设 备 的生 产 能 力 、减 少 线 路 损 失 、改 善 电压

无功功率补偿对功率因数的影响发布时间：10-08-17 来源：点击量：1636 字段选择：大中小0引言无功补偿，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。

无功补偿的合理配置原则：①总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。

②电力部门补偿与用户补偿相结合。

在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%～60%，其余的无功功率消耗在配电网中。

因此，为了减少无功功率在网络中的输送，要尽可能地实现就地补偿，就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。

③分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。

集中补偿，是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。

分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，如配电线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。

集中补偿，主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗。

但不能降低配电网络的无功损耗。

因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。

所以为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。

所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。

④降损与调压相结合，以降损为主。

1影响功率因数的主要因素1.1异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。

而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。

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。

变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率，它和负载率的大小无关。

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其处于低负载运行状态。

1.2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，一般工厂的无功将增加35%左右。

维普资讯
第 ７卷
第 ４期
鸡 西 大 学 学 报
Ｊ ＵＲ Ｏ ＮＡＬ ＯＦ ＪＸＩＵＮＩ ＲＳＴ Ｉ ＶＥ Ｉ Ｙ
Ｖｏ ． Ｎｏ． １７ ４
２０ ０ ７年 ８月
Ａｕ ． ０ ７ ｇ２０
文章 编 号 ：６ ２ ７８ ２ ０ ）４— ０ ５—１ １７ —６ ５ （０ ７ ０ ０ ６
ＡＰ＝ １ ３２ Ｒ×１ 一 ＝ＩＲ／ Ｕ×Ｃ Ｓ １ ×１ 一 ０ ＞ （ ２ Ｏｆ ） ０ （） ５
提高功率因数前后线路的有功功率损耗可以分别表示为：
ＡＰ ｌ １ ＝３ Ｒ×１ 一 ＝１Ｒ／ Ｕ× ｃ ｓ １ ｌ ０ ， （ ２ ｏ４ ） ×１ 一 （ ） ０ ６ ＡＰ ２ ３ Ｒ×１ 一 ， ／（ ＝ １ ２ ０ ＝１Ｒ Ｕ× ｃｓ ２ ２ ｏ４ ） ０ （） ×１ 一 ７
功功率是用其空载时 的无功功率 和一定 负载下无 功功率 增 加值 两部分组成 ，所 以改善异步 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 。变压器 消耗 的无 功主要是空载无功功率 ，因而变压器不应空 载 运行或长期处于负载状态 。
２低 压 配 电网 无 功 补偿 的方 法
３无功 补 偿 的 合 理 配置 原 则
式 中ＡＰ ＡＰ。 ＡＰ 线 路的有功功率损耗 ， 高功 、 、 ： 提 率因素前后的有功功率损耗 （ｗ 。 ｋ ） Ｉ线路输送 的电流 （ ） ： Ａ。 Ｕ： 路 的额 定 电压 （ｖ 。 线 ｋ ） ＣＳ 。ＣＳ 线路 增 加 无 功 补 偿 前后 的功 率 因数 ； Ｏｆ 、Ｏｆ ： Ｐ 线 路 输 送 的 有 功 功率 （ｗ 。 ： ｋ ） Ｒ 线路的电阻 （ 。由 （） （ ） ： ｎ） ６ 、７ 可知， 功率因数提高 后 ， 路有功功率损耗下降。 线 ③异步 电动 机和电力度压器 是耗用无功功率 的主要 设备。 异 步 电动 机 的定 子 与 转 子 间 的 气 隙 是 决 定 异 步 电 动 机需要较多无功 的主要 因素 ，而异步电动机所耗用 的无

电路中的功率因数校正与无功补偿电力系统是现代社会不可或缺的重要组成部分，而电路中的功率因数校正与无功补偿则是电力系统运行中必不可少的技术手段。

本文将探讨功率因数和无功补偿的基本概念，并介绍功率因数校正和无功补偿的原理、方法和应用。

通过对这些内容的学习，我们可以更好地理解电路中功率因数校正和无功补偿的重要性，以及如何应用这些技术手段来提高电力系统的稳定性和效率。

1. 功率因数的概念与意义功率因数是描述交流电路中有功电能和无功电能之间相互关系的参数。

它是用来衡量电路中所消耗的有功功率与所输送的总功率之间的比值。

功率因数的数值介于0到1之间，当功率因数接近1时，电路的效率更高，而功率因数接近0时，电路的效率更低。

因此，正确校正和补偿功率因数对于提高电路的效能和稳定性至关重要。

2. 无功补偿的原理与方法无功补偿是通过对电路中的电容器和电感器进行合理地配置和控制，以实现无功功率的补偿和消除。

通过引入补偿装置，可以提高功率因数，改善电压质量，减小电力系统中的电流和电压波动，提高电路的稳定性。

常用的无功补偿技术包括静态无功补偿（SVC）、静止无功发生器（STATCOM）和动态无功补偿（DSTATCOM）等。

3. 功率因数校正的原理与方法功率因数校正是通过合理地调整电路中的有功功率和无功功率之间的比例关系，来改善功率因数。

常用的功率因数校正技术主要包括并联电容器、串联电感器和自动功率因数校正装置等。

并联电容器可以增加电路中的无功功率，从而提高功率因数；串联电感器可以减少电路中的有功功率，同样可以实现功率因数的校正。

4. 功率因数校正与无功补偿的应用功率因数校正和无功补偿技术广泛应用于电力系统中，以提高系统的运行效率和经济性。

在工业生产和商业领域，采用功率因数校正和无功补偿技术可以减少电能的损耗，优化电力负载，降低能耗成本。

在电力输配系统中，通过无功补偿和功率因数校正，可以提高电力系统的稳定性，减少电网的损耗，增加输电距离，降低电力系统的负荷损耗。

通合知识培训教材
概念 介绍 无功 补偿 校正 技术 功率因数提高的好处
谐波电流使变压器的铜损耗增加，引起 局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热 等。 谐波污染也会增加电缆等输电线路的损 耗。而且谐波污染对通讯质量有影响。当电 流谐波分量较高时，可能会引起继电保护的 过电压保护、过电流保护的误动作。 因此，如果系统量测出谐波含量过高时， 除了电容器端需要串联适宜的调谐（detuned） 电抗外，并需针对负载特性专案研讨加装谐 波改善装置。
通合知识培训教材
概念 介绍 无功 补偿 校正 技术 对于功率因数改善
电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等， 大多属于电感性负荷，这些电感性的设备在运行过程中不仅需 要向电力系统吸收有功功率，还同时吸收无功功率。因此在电 网中安装并联电容器无功补偿设备后，将可以提供补偿感性负 荷所消耗的无功功率，减少了电网电源侧向感性负荷提供及由 线路输送的无功功率。由于减少了无功功率在电网中的流动， 因此可以降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成 的电能损耗，这就是无功补偿的效益。 无功补偿的主要目的就 是提升补偿系统的功率因数。因为供电局发出来的电是以KVA 或者MVA来计算的，但是收费却是以KW，也就是实际所做的 有用功来收费，两者之间有一个无效功率的差值，一般而言就 是以KVAR为单位的无功功率。大部分的无效功都是电感性，也 就是一般所谓的电动机、变压器、日光灯……，几乎所有的无 效功都是电感性，电容性的非常少见，例如：变频器就是容性 的，在变频器电源端加入电抗器可提高功率因数。
功率因数与无功补偿
石家庄通合电子有限公司
通合知识培训教材
概念 介绍 无功 补偿 校正 技术 组件 功能 典型
1
功率因数的概念

无功补偿对电力系统功率因数的改善效果分析电力系统中的功率因数是衡量电能利用效率的重要指标之一。

传统电力系统中存在无功功率的消耗，这部分功率没有直接参与有用功的产生，却会造成电能的浪费和电网负荷的增加。

为了改善功率因数，提高电力系统的效率和稳定性，引入无功补偿技术成为解决方案之一。

本文将对无功补偿技术对电力系统功率因数的改善效果进行分析。

一、功率因数及其影响功率因数是指电力系统中有用功和总功率的比值，用cosφ表示。

当cosφ为1时，说明电力系统中的有用功和总功率一致，电能被充分利用，功率因数处于最佳状态。

然而，由于电力系统中存在电感、电容等元件，会引入无功功率，导致功率因数降低。

降低的功率因数会对电力系统产生一系列不利影响。

首先，电网负荷增加，进而导致线路过载、电压变化不稳等问题。

其次，能源的浪费增大，电能的实际利用效率降低。

再次，变压器和输电线路等设备的寿命缩短，增加了系统的维护成本。

因此，改善功率因数成为了电力系统运行和管理中的重要任务。

二、无功补偿技术的原理无功补偿技术是通过在电力系统中引入无功补偿装置，主要包括静态无功补偿装置（SVC）和静态无功发生器（STATCOM）。

这些装置能够根据电力系统的需求，自动调节和控制电流的相位和振幅，以实现对功率因数的改善。

静态无功补偿装置是一种能够在短时间内提供无功功率补偿的设备，主要通过改变电流的相位来实现对功率因数的调节。

而静态无功发生器则是一种可控制电压源，能够根据电网的需求主动提供无功功率，从而实现对功率因数的改善。

三、无功补偿技术的效果1. 提高功率因数无功补偿装置通过提供与电网所需的无功功率相当的无功功率，并控制其在理想相位上进行补偿，可以显著提高电力系统的功率因数。

当无功功率达到补偿要求时，功率因数接近于1，电网的运行效率得到有效提升。

2. 减少传输损耗无功补偿技术可以有效减少电力系统中的无功功率流动，降低传输线路和变压器等设备的无功功率损耗。

设 计
关于工厂供电系统中的功率因数及பைடு நூலகம்功补偿的探讨
陕西重型汽车有限公司 陕西 西安 710200 赵 阳
摘要：由于我国百分之七十的电能都损耗于工业生产当中，而在工业供电系统中有百分之六十五以上都采用的是感性的负载设备，其在功率损 耗与电动电气设备、电力线路中的电能损耗也占到了工业电能总损耗的百分之二十到百分之三十，因此，我国各大工业企业面临着节能降耗的重大课 题，提高工厂供电系统中的功率因数具有非常重要的现实意义。本文就针对工厂供电系统中的功率因数及无功补偿展开分析与讨论。 关键词：工厂供电系统；功率因数；无功补偿
靠。 第三，工厂供电系统中变频器产生的 谐波影响 在工厂供电系统中的变频器工作过程 中，会产生大量的高次谐波，其不仅会对发 电设备、变电设备、供电设备与用电设备等 电气设备的耐压性造成严重的威胁，而且也 会造成大量无功功率的损耗，导致供电系统 中功率因数的急速下降，严重者，甚至会导 致整个工厂供电系统中周遭的电气设备无法 正常使用。 第四，工厂供电系统中供电线路自身 的损耗 在工厂的供电系统中，其供电线路 本身也会产生一部分的无功功率损耗，这 主要是由电流通过供电线路电抗时所造成 的，其消耗量一般较小。 三、提高工厂供电系统中功率因数的 措施 当前，在提高工厂供电系统中功率因 数的主要措施有两种类型：第一是提高工 厂供电系统中的自然功率因数；第二是采 用无功补偿来提高工厂供电系统的功率因 数。当采用第一种提高自然功率因数方法 之后仍然无法达到所需的工厂供电系统功 率因数，我们往往就会采用第二种无功补 偿的方法来提高。 第一，提高工厂供电系统中的自然功 率因数 首先，我们可以结合自身工厂供电 系统中的实际情况，对异步电动机等感应 负载设备的型号与容量进行科学合理的选 用，最大可能地保证其能够接近满载运 行；另外，也要对轻负载感应电动机和轻 负载电动机的接线进行合理有效的更换， 防止出现大马拉小车的现象，充分发挥其 应有的功能；如果工厂的供电系统条件情 况允许，我们还可以采用相同容量的同步 电动机来代替这些异步电动机，以更好地 提高工厂供电系统中的供电质量。其次， 我们要对工厂供电系统的整体工艺流程重 新作出合理的调整与安排，最大限度地改 善工厂供电系统中电气设备的实际运行状 况，对电焊机与机床电动机等相关设备的 空载运行进行合理限制，避免电力变压器 等的空载运转或者长期处于一种低负荷的 运转状态；此外，我们还可以将开关设置

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。

CopyRight ©重慶工務
2.2 提高功率因数的方法
方法2：人工补偿无功功率-补偿技术的发展
同步调相机 → 开关投切固定电容 → 静止无功补偿器SVC → 静止无功发生器SVG（STATCOM）(最新)几个不同阶段
各种无功设备各自特点如下： 1.同步调相机：响应速度慢，噪音大，损耗大，技术陈旧，
CopyRight ©重慶工務
2.3 提高功率因数的设备
1.补偿控制设备（功率因数控制器）
CopyRight ©重慶工務
2.3 提高功率因数的设备
2.无功补偿设备（电容器）
CopyRight ©重慶工務
2.3 提高功率因数的设备
3.配套设备（专用接触器、熔断器、配电柜等）
CopyRight ©重慶工務
CopyRight ©重慶工務
2.1 提高功率因数的作用
1.提高供电质量，改善设备运行条件，保证设备在正常条 件工作，有利于安全生产；
2.节约电能，降低企业的生产成本，减少电费开支。如避 免因功率因数低于规定值而受罚；减少内部传输和分配 无功功率造成的有功功率损耗；
3.提高企业用电设备的利用率，充分发挥企业的设备潜力； 4.减少供电线路的功率损失，提高电网输电效率； 5.使发电机能做出更多的有功功率。
CopyRight ©重慶工務
1.5 功率因数
功率因数(cosφ)
在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率 因数，用符号cosΦ表示，功率因数是电力系统的一个重要的技 术数据，它是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低， 说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的 利用率，增加了线路供电损失。从数值上来讲，功率因数是有 功功率和视在功率的比值，即：cosΦ=P/S 测量功率因数的仪表称为功率因数表

无功补偿与电力系统的功率因数关系无功补偿是一种在电力系统中常用的措施，用于改善功率因数，提高电力系统的效率和稳定性。

在本文中，我们将探讨无功补偿与电力系统功率因数之间的关系，并介绍一些常见的无功补偿设备。

一、功率因数的定义和意义功率因数是指电力系统中有功功率与视在功率之比，通常用符号cosφ或PF表示。

在理想情况下，我们希望功率因数接近于1，这意味着系统中的有功功率和视在功率几乎相等，电能得到最有效的利用。

然而，在实际电力系统中，存在着大量的电感性负载，如电机、变压器等，这些设备会产生无功功率。

无功功率对于电力系统来说是一种浪费，会导致电流、电压的失真，影响系统的稳定性和效率。

因此，通过无功补偿来减少无功功率，提高功率因数是至关重要的。

二、无功补偿技术无功补偿技术是指通过采用适当的电气设备来减少或抵消电力系统中的无功功率，以提高功率因数的方法。

常见的无功补偿设备包括静态无功补偿装置（STATCOM）、电容器组、静态无功自动补偿装置（SVC）等。

1. 静态无功补偿装置（STATCOM）STATCOM是一种通过控制无功电流来实现电力系统无功补偿的设备。

它采用功率电子器件，能够快速响应系统的需求，并能够根据电压、电流变化自动调节无功功率的输出。

通过使用STATCOM，可以减少或消除电力系统中的无功功率，从而提高功率因数。

2. 电容器组电容器是一种电气设备，可以储存和释放电能，用于补偿电力系统中的无功功率。

当电力系统中存在电感性负载时，通过连接适当的电容器组，可以提供负载所需的无功功率，从而抵消电感性负载产生的无功功率，改善功率因数。

3. 静态无功自动补偿装置（SVC）SVC是一种通过调节电力系统电流的相位和振幅来实现无功补偿的设备。

它采用多级电压型逆变器和电容器组，可以快速调节无功功率的大小和相位，用于控制电流和电压的波形，以达到提高功率因数的目的。

三、无功补偿与功率因数的关系无功补偿对于提高功率因数具有重要作用。

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。