无功功率补偿原理

从原理来讲，即并联电容器是怎样无功补偿的？

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2009-03-10 18:01

1、无功补偿的原理

电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变

为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在

电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,

电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90℃.而电流在电容

元件中作功时,电流滞后电压90℃.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃.

如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理.

2.无功补偿的意义

(1)补偿无功功率,可以增加电网中有功功率的比例常数

(2)减少发,供电设备的设计容量,减少投资,例如当功率因数cosΦ=0.8增加到

cos4=0.95时,装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW;反之,增加0.52KW.对原有设备而言,

相当于增大了发,供电设备容量.因此,对新建,改建工程.应充分考虑无功补偿,便可以减少设

计容量,从而减少投资.

(3)降低线损,由公式△P%=(1-cosΦ/cosΦ)X100%得出其中cosΦ为补偿后的功率因

数,cosΦ为补偿前的功率因数则

cosΦ>cosΦ,所以提高功率因数后,线损率也下降了.减少设计容量,减少投资,增加电网中有功功率的输送比例,以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益.所以,功率

因数是考核经济效益的重要指标,规划、实施无功补偿势在必行.

3.无功补偿的原则

提高用电单位的自然功率因数,无功补偿分为集中补偿,分散补偿和随机随器补偿,应该

无功功率（reactive power ）：无功功率是按电磁感应原理工作的某个交流供用电设备和交流电源之间的能量交换，这种能量互换的最大值称为无功功率。这部分能量是用电器工作所必须的，但不能转换为我们所需要的能量，如机械能和热能。为了形象的描述电源利用的程度，我们提出了功率因数的概念，功率因数就是电路中有用功率和视在功率（电源总功率）的比值。由此可见，提高电网的功率因数对国民经济发展的重要意义。功率因数的提高，能使发电设备的容量得到充分利用，减少线路电流和功率损失。

无功补偿原理：通常我们用来提高功率因数的方法就是补偿法。即采用能够提供无功功率的装置来补偿用电设备所需的无功功率，降低电源的功率损失，提高功率因数，采用电力电容器来补偿用电设备所需无功功率的方法，称为电容无功补偿法。

这是由于理想的电容器在电路里是不消耗电能的，它只是从电源吸收电能转换成电场能，再把电场能转换成电能还给电源，完成它与电源之间的能量互换，因此电容上的功率也是无功功率，它的无功功率是由于电容上的电流I超前电压90°引起的，而我们的用电设备大多数都是感性负载，其工作时由于电流滞后引起的无功功率刚好与电容引起的无功功率相反。所以我们可以利用电容工作时产生的无功功率来补偿用电设备在工作时消耗的无功功率。

电容投切无功补偿简介：通过以上分析我们知道在电路中接入电容可以为设备提供无功功率，提高功率因数。由于我们的设备不可能是纯容性或纯感性的，且设备运行的状态也是不可预知的，如开、关机，或开机时不同工作状态所需要的无功功率都不相同。当补偿器提供的无功功率大于设备所需时，也会对电网造成极大影响。所以我们需要适时的调整无功功率的补偿来匹配设备所需的无功功率，即电容组投切方式。电容组投切的时机和数量则由专用控制器决定，而电容组容量一般选择系统额定容量的15%~40%。

电容投切无功补偿装置组成及其技术要点：

电容器：选用优质自愈式并联电容器，可按不同容量灵活编码组合，投切级数多，大容量补偿可一次到位。

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。

无功补偿相关名词注释

2008-05-25 11:08

无功功率补偿

无功功率补偿的基本原理是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。

力率电费

是指电力用户感性负载无功消耗量过大，造成功率因数低于国家标准，从而按电费额的百分比追收的电费（详细了解力率电费调整办法）。

无功补偿的工作原理

无功补偿是指通过电力系统中的无功功率补偿装置来减少或消除无功功率的损耗，提高电力系统的功率因数。其工作原理主要包括以下几个方面：

1. 无功功率的来源：电力系统中的电感元件（例如线圈、变压器等）和电容元件（例如电容器、电机等）会导致电流和电压之间存在一定的位移角，从而产生无功功率损耗。无功功率由虚功和无功电流两部分组成。

2. 无功功率的补偿：无功补偿装置通过把适量的电容或电感接入电力系统中，可以产生相反的无功功率，从而达到补偿的目的。例如，在电感元件造成的电感性负载时，可以通过并联的电容器来补偿正好与电感的无功功率相互抵消，提高功率因数。

3. 控制与调节：无功补偿装置通常通过控制器进行监测和控制，监测电流、电压、功率因数等参数，根据设定值进行相应的调节。常见的控制器包括可编程逻辑控制器（PLC）和微处理器等。

4. 节能效果：无功补偿装置的主要目的是减少无功功率的消耗，提高电力系统的功率因数。通过补偿无功功率，可以减少电流和电压之间的位移角度，降低电流和电压的幅值，从而减少电力系统的损耗，提高能源利用效率。

总之，无功补偿装置通过引入相反的无功功率来补偿电力系统中的无功功耗，提高功率因数，减少能源损耗，并通过控制器进行监测和调节，实现节能效果。