什么是无功补偿？

要搞清楚什么是“无功功率”，说实话，如果不是科班出身，就是在电力系统工作一辈子也是知其然而不知其所以然。其次纠正一下概念，电压降是电流产生的，有功电流也会造成系统电压降低（直流供电没有无功的概念，但是系统照样有电压损耗）。

无功功率的定义：无功功率是指电力系统中用于电磁能量转换的那一部分功率。无功功率在电源和负载之间来回传递而不被消耗。

举一个简单的例子：一个LC震荡电路，充了电的电容向电感放电，电感将电能变成磁场能量，电容放电终止时，电感中的磁场能量又会转变成电能向电容充电变成电场能量，周而复始。这其中传递的就是“无功功率”。

还要引申一个概念：电力系统中的大部分负载都是电感性的，在系统电压的作用下，它们同时进行电磁转换，它们“消耗”无功功率。并入系统运行的发电机正常时都是电流超前电压的，具有电容的特性，它们“发出”无功功率，也就是说，当电感负载磁场储能的瞬间，发电机相当于电容释放电场能量。当负载释放磁场能量时，发电机将这部分能量储存起来。说到这里很多人不能理解，明明发电机线圈也是电感，发电机怎么会变成“电容”呢？道理很简单，我们的发电机是在“过励磁”（感应电势大于端电压）状态运行，它从系统吸收电磁能量的相位正好跟负载相反，所以说它相当于“电容”，发出“容性无功”。

现在问题已经比较清楚了。改变发电机的励磁电流，就可以改变定子的感应电势，增大励磁电流就可以使感应电势大于端电压（电动机的端电压永远大于感应电势），从而使发电机的电流超前于端电压，使发电机发出无功功率。

电力系统的某一时间，负载“消耗”的无功是和发电机“发出”的无功平衡的。一台机多带了无功，其他机组的无功负荷就会下降。当负载无功功率增大时，无功电流的增量就会在发电机的电枢反应中起到“去磁作用”，使发电机的感应电势降低，从而造成系统电压下降（严格说是在较低的电压下达到新的平衡），所以可以认为系统电压下降是因为发电机输出的无功功率不足造成的。

无功补偿原理

当电网电压的波形为正弦波，且电压与电流同相位时，电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P=U×I。

电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场，此时所消耗的能量不能转化为有功功率，故被称为无功功率Q。此时电流滞后电压一个角度f。在选择变配电设备时所根据的是视在功率S，即有功功率和无功功率的几何和：

S =（P2 + Q2）1/2

无功功率为:

Q=（S2 - P2）1/2

有功功率与视在功率的比值为功率因数:

=P/Scos

无功功率的传输加重了电网负荷，使电网损耗增加，故需对其进行就近和就地补偿。并联电容器可补偿或平衡电气设备的感性无功功率。当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电网只传输有功功率P。根据国家有关规定，高压用户的功率因数应达到0.9以上，低压用户的功率因数应达到0.85以上。

如果选择电容器功率为Qc，则功率因数为：

= P/ (P2 + (QL- QC)2)1/2cos

在实际工程中首先应根据负荷情况和供电部门的要求确定补偿后所需达到的功率因数值，然后再计算电容器的安装容量：

1 -Qc = P(tan 2)tan

式中:

Qc一电容器的安装容量，kvar

P一系统的有功功率，kW

1一补偿前的功率因数角tan

2一补偿后的功率因数角tan

采用查表法也可确定电容器的安装容量。

电容的作用：

滤波作用，在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。在实际中，为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容．由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，故在其两端并联了一只容量为0.001--0.lpF的电容，以滤除高频及脉冲干扰。

无功补偿原理

当电网电压的波形为正弦波，且电压与电流同相位时，电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P=U×I。

电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场，此时所消耗的能量不能转化为有功功率，故被称为无功功率Q。此时电流滞后电压一个角度f。在选择变配电设备时所根据的是视在功率S，即有功功率和无功功率的几何和：

S =（P2 + Q2）1/2

无功功率为:

Q=（S2 - P2）1/2

有功功率与视在功率的比值为功率因数:

cosf=P/S

无功功率的传输加重了电网负荷，使电网损耗增加，故需对其进行就近和就地补偿。并联电容器可补偿或平衡电气设备的感性无功功率。当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电网只传输有功功率P。根据国家有关规定，高压用户的功率因数应达到0.9以上，低压用户的功率因数应达到0.85以上。

如果选择电容器功率为Qc，则功率因数为：

cosf= P/ (P2 + (QL- QC)2)1/2

在实际工程中首先应根据负荷情况和供电部门的要求确定补偿后所需达到的功率因数值，然后再计算电容器的安装容量：

Qc = P(tanf1 - tanf2)

式中:

Qc一电容器的安装容量，kvar

P一系统的有功功率，kW

tanf1一补偿前的功率因数角

tanf2一补偿后的功率因数角

采用查表法也可确定电容器的安装容量。

解释2

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负载，感性负载是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电网在感性负载运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装无功补偿设备以后，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、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，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的降损节能措施。电网中常用的无功补偿方式包括：①在变电所母线集中安装并联电容器组；②在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；③在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；④在单台电动机处安装并联电容器等。

无功补偿的原理及作用有哪些

无功补偿是电力系统中的一种调节措施，用于改善电力系统的功率因数和电压稳定性。其原理和作用如下：

原理：

1. 无功功率是电力系统中的虚功，它由电感和电容元件引起。电感元件会产生感性无功功率，而电容元件会产生容性无功功率。

2. 无功补偿通过在电力系统中引入合适的电抗器（感性或容性）或者调节电容器的接入或退出，来消除或补偿系统中的无功功率。

3. 无功补偿的目标是使系统的功率因数接近于1，减少无功功率的流动，提高电压的稳定性。

作用：

1. 改善功率因数：无功补偿可以将系统的功率因数从低于1的值提高到接近1的值。功率因数越接近于1，表示系统中的有功功率占比越高，系统的效率也越高。

2. 减少线路损耗：无功补偿可以减少电力系统中的传输线路损耗。无功功率的流动会导致传输线路上的电流增大，从而增加线路损耗。通过无功补偿，可以减小无功功率流动，降低线路损耗。

3. 提高电压稳定性：无功补偿可以调节电压的大小，确保系统中的电压稳定在合适的范围内。在电力系统中，无功功率的流动会引起电压的波动，通过无功补偿可以抑制电压的波动，提高电压的稳定性。 4. 提高输电容量：无功补偿可以提高输电线路的有效容量。通过补偿无功功率，可以减小电流的大小，从而提高输电线路的容量，减少电力系统的拥塞现象。

总之，无功补偿在电力系统中起到了改善功率因数、减少线路损耗、提高电压稳定性和提高输电容量等作用。