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浅谈功率因数补偿与经济输变电山东宁阳县电业局陈伦皋在电网中进行无功补偿，在目前电网缺电的形势下，意义尤为重大。
无功补偿既可减少输变电的电能损失，又能使有限的电力发挥更大作用。
一、输电线路有功损耗与功率因数的关系根据电工基础理论可知，三相输电线路（本文着重研究35千伏及以下线路）的有功损耗为：式中：ΔP——三相输电线路有功损耗（千瓦）I——三相输电线路一相中的电流（安）R——一相线路中的电阻（欧）P——三相线路输送的有功功率（千瓦）Q——三相线路输送无功功率（千乏）cosφ——负载的功率因数S——三相线路输送的视在功率（千伏安）在线路末端设Qc电容器，进行无功补偿，若线路输送有功功率不变，线路功损耗减少；若略去无功补偿后电压的变化二、变压器的有功损耗与功率因数的关系变压器的有功损耗分为铁芯损耗（铁损）和绕组电阻中的损耗（铜损）两部分，铁损一般是不变的。
绕组电阻中的铜损是随负载大小和负载性质的变化而变化的，根据下面的公式进行计算：——变压器绕组电阻中的铜损（千瓦）式中： PCP——变压器的短路损耗（千瓦）KI——变压器的二次侧工作电流（安）——变压器二次侧的额定电流（安）Ie在一定的负载下，仅改变负载的功率因数，可导出变压器铜损变化率：式中符号意义与（3）式相同。
三、无功补偿引起的电压变化的估算和实例1．估算公式的推导：一输电线路，如图1所示，输送的负荷为P十jQ，在末端装设电容器Qc后，则首末电压关系为：当首端有电压自动调整装置时U1＝U1’，在一般情况下，线路末端进行无功补偿时，对首端电压影响不大，也可认为U1≈U1’，故得：式中： U——无功补偿后线路末端电压（千伏）2——无功补偿后线路末端电压（千伏）U′2Q——补偿无功容量（兆乏）O——1、2母线间归算至低压侧电抗（欧）X12无功补偿引起电压升高率为2．估算公式应用举例1987年2月台票10日上午十一点，我们在磁窑变电所空切电容引起电压变化的试验，试验结果与计算数据见附表线路参数见图3四、考虑无功补偿后电压升高时，电网元件中可变损耗减少的计算在线路末端进行无功补偿后，末端电压必须升高，在负载有功功率不变的条件下，由（1）式可知，电网元件中可变损失减少为：五、无功补偿后，变电设备容量降低无功补偿后，当负载有功功率不变时，视在功率减少，所需变电设备容量亦减少。
配网功率因数偏低的不良影响与常见补偿形式前言在现代用电企业中，有数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需提供大量的无功功率。
系统中各种无功功率输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则会产生一系列的影响，对系统和用户设备的安全运行及使用寿命造成很大危害。
功率因数是无功功率与视在功率的比值，当无功功率不足时，直接导致功率因数偏低。
1功率因数偏低所带来的不良影响如果企业自然平均功率因数在0.70〜0.85之间，企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%〜90%，当功率因数从0。
70〜0.85提高到0。
95时，有功损耗将降低20%〜45%，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。
功率因数的偏低不仅是系统中的无功功率消耗过大，还会产生其他的危害：1.网络的损耗大补偿前后线路传送的视在功率不变，较低的功率因数增加了变压器及有关电气设备网络内部的电能损耗，直接增加用电费用的支出。
2.网络输送容量低在变压器容量一定的情况下，如果功率因数低，则系统传送的有功功率也低，从而无法使设备的效率得到充分的利用，直接为企业创造经济效益。
3.用户侧电压偏移当功率因数偏低时，设备的电压变化大，无功损耗也大，设备老化加速，容易造成设备使用寿命缩短，影响设备运行，使安全问题增加和设备的原有设计寿命大打折扣。
由于设备维护及因设备故障而造成停产会给企业造成严重的经济损。
4.加收力率电费（罚款）我国供用电规则规定，工业用户和装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数应达到0。
9以上;凡是功率因数达不到上述规定的用户，电业部门对其加收一部分电费一一力率电费（罚款）.具体按照《功率因数调整电费办法》执行。
2 提高功率因数意义在实际工作中，提高功率因数意味着：1）提高用电质量，减少电力线路的电压损失，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，这就有利于安全生产。
2）可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支。
功率因数补偿方法及LED照明与功率因数的关系LED = Light Emitting Diode，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光；LED = Large Electronic Display，大型电子展示；LED = Lupus erythematosus disseminatus，播散性红斑狼疮，一种慢性、特发性自身免疫病；led是lead的过去式和过去分词，意为“领导，带领”；俄罗斯Pulkovo机场的IATA 代码。
交流电流过负载时，加在该负载上的交流电压与通过该负载的交流电流产生相位差，人们便从中引出功率因数这一概念。
人们生产、生活用电来自电网，电网提供频率为50Hz或60Hz的交流电。
作为交流电的负载有电阻、电感、电容三种类型：1、当交流电通过纯电阻负载时，加在该电阻上的交流电压与通过该电阻的交流电流是同相位的，即它们之间的相位夹角ф= 0°，同时在电阻负载上消耗有功功率，电网要供出能量。
2、当交流电通过纯电感负载时，其上的交流电压的相位超前交流电流相位90°，它们之间的夹角ф= 90°，在电感负载上产生无功功率，电网供给的电能在电感中变为磁场能短暂储存后又回馈到电网变为电能，如此周期性循环，结果电网并不供出能量，故谓“无功功率”，但产生“无功功率”的“无功电流”还是实际存在的。
3、当交流电通过纯电容负载时，亦类似于此，只不过其上的交流电压的相位滞后交流电流相位90°，它们之间的夹角ф= - 90°。
这里，定义相位角度超前为正，相位角度滞后为负。
实际负载是电阻、电感的感抗、电容的容抗三种类型的复物，复合后统称“阻抗”，写成数学式即是：阻抗Z= R+j （XL –XC、。
交流电通过感性负载时，交流电压的相位超前交流电流相位（0°电路里的感性元件的感抗值正好等于容性元件的容抗值则可以完全补偿，功率因数补偿的办法就源于此。
无功补偿计算公式无功补偿是电力系统中的一个重要概念，是指在电力系统中对无功功率进行调整的过程，以提高系统的功率因素，降低无功功率的损失。
无功补偿的计算公式可以通过不同的方法得到，下面将详细介绍几种常见的无功补偿计算公式。
一、基础公式1.功率因数公式功率因数(PF)定义为有功功率与视在功率的比值，即：PF=P/S其中，P表示有功功率，单位为瓦特(W)；S表示视在功率，单位为伏安(VA)。
2.无功功率公式无功功率(Q)可以由功率因数和视在功率计算得到：Q=√(S²-P²)二、无功补偿公式1.容性补偿容性补偿是通过增加并行连接的电容器来提高功率因数。
假设原始功率因数为PF1，需要提高到目标功率因数PF2，容性补偿公式为：C = ((P * tan(acos(PF2)))) / (ω * (tan(acos(PF1)) -tan(acos(PF2)))))其中，C表示所需电容器的容量，单位为法拉(F)；P表示有功功率，单位为瓦特(W)；PF1和PF2分别表示原始功率因数和目标功率因数；ω表示电网的角频率，单位为弧度/秒。
2.感性补偿感性补偿是通过增加串联连接的电感来消除过多的无功功率。
感性补偿公式为：L = ((Q * tan(acos(PF2)))) / (ω * (tan(acos(PF1))) -tan(acos(PF2)))))其中，L表示所需电感的大小，单位为亨利(H)；Q表示需要消除的无功功率，单位为伏安(VAR)；PF1和PF2分别表示原始功率因数和目标功率因数；ω表示电网的角频率，单位为弧度/秒。
需要注意的是，以上公式仅适用于理想情况下的无功补偿计算。
在实际应用中，还需要考虑电力系统的特性、负载变化等因素，以确保无功补偿的效果和安全性。
三、案例分析假设一个电力系统的视在功率为10kVA，有功功率为8kW，功率因数为0.8、现在需要将系统的功率因数提高到0.9、根据以上的公式，可以计算出容性补偿和感性补偿的数值。
提高功率因数的人工补偿方法功率因数是描述电路中有多少功率是真正用于产生有用的功率的一个重要参数。
如果一个电路的功率因数低，说明有很多无效功率损失，使得功率的利用率降低。
为了提高一个电路的功率因数，我们可以通过人工补偿的方法来实现。
一、从什么角度来提高功率因数我们首先要了解什么是功率因数。
功率因数简单来说就是有用功率和总功率的比值，数值的大小决定了电力系统的效率和质量。
功率因数越接近1，表示电能的利用率越高，同时系统的能耗也会降低。
所以，提高功率因数是非常有必要的。
二、人工补偿的实现接下来是如何进行人工补偿。
人工补偿方法是使用有功功率等于无功功率的器件，这被称为电容器。
它的作用是在电流消耗无效功率的时候，能够将其中的无效功率转化为有用功率，从而提高功率因数。
人工补偿可以通过使用被动补偿和主动补偿两种方式来实现。
被动补偿是指使用电容器将电路中的电流脉冲进行平滑，然后再将这些无效功率抵消掉。
主动补偿则是使用另一台发电机来产生电流，来抵消电路中存在的无用功率，从而提高功率因数。
三、被动补偿过程现在，让我们来看看被动补偿具体是如何实现的：1.选择合适的电容器：在选用电容器的时候，找到适合自己的容值，这对于功率因数的提高是有很大帮助的。
2.寻找最佳摆放位置：为了让电容器尽可能有效地工作，需要找到合适的位置摆放电容器的。
3.连接电容器：将电容器连接到电路的无功负载旁边。
4.开启电路：开启电路以提供电流，启用电容器，并等待其产生效果。
被动补偿的实现过程实际上就是用电容器消耗与工业用电设备相关的无效功率，把这些无效功率变成有用功率，从而提高功率因数，达到降低费用和节约用电的目的。
四、主动补偿过程主动补偿是一种更加高级的补偿方法，它比被动补偿更为常见的用于工业场合。
主动补偿最常用的是，让能够生成无功功率的设备配合在一起，主要包括电动机、电容器、变压器等电设备。
这些设备能够以较高的效率，产生足够的无功功率，从而提高功率因数。
