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摘 要：无功功率补偿简称无功补偿，在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。目前电网中大部分线路运行时间已有多年，线路损耗较大，而且大部分负荷是感性负荷，造成6kv线路功率因数极低，因此，装设无功补偿装置势在必行。
关键词：无功功率；网损；功率因数；并联电容器
无功功率补偿Reactive power compensation，简称无功补偿，在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。目前6KV电网中，大部分负载是异步电动机，为电感性负荷。据调查统计，6KV线路中平均功率因数在0.6左右，其中在0.8以下的线路占64%，最低的仅为0.4，线路的功率因数极低。根据PU额I额COSФ可知，设备利用率低，造成很大浪费。因此，装设无功补偿设备，提高功率因数势在必行。
1 无功补偿的原则与作用
无功补偿分为集中补偿、分散补偿和随机随器补偿。应该遵循：“全面规划、合理布局，分级补偿，就地平衡；集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降损相结合，以降损为主”的原则。无功补偿：在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。无功补偿可以收到下列的效益：①提高用户的功率因数，从而提高供电设备的利用率；②减少电力网络的有功损耗；③合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力；④在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性；⑤装设静止无功补偿器（SVS）还能改善电网的电压波形，减小谐波分量和解决负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等，还能避免高次谐波引起的附加电能损失和局部过热。
2 设备无功补偿的规定
无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型。选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。控制器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。十几年来经历了由分立元件--集成线路--单片机--DSP芯片一个快速发展的过程，其功能也愈加完善。就国内的总体状况，由于市场的需求量很大，生产厂家也愈来愈多，其性能及内在质量差异很大，很多产品名不符实，在选用时需认真对待。在选用时需要注意的另一个问题就是国内生产的控制器其名称均为"XXX无功功率补偿控制器"，名称里出现的"无功功率"的含义不是这台控制器的采样物理量。采样物理量取决于产品的型号，而不是产品的名称。（1）固定安装年运行时间1500h以上，且功率大于4KW的异步电动机，应在机旁就地补偿，与电动机同步投切。（2）车间、工厂安装的异步电动机，如果就地补偿有困难时，可在动力配电室集中补偿。（3）配电变压器的无功磁化功率，应在低压侧母线处补偿，一般按变压器容量的10%～15%配置。（4）单台电动机的补偿容量，应根据电机的运行工况确定：
1）机械负荷惯性小的（如抽油机电动机）补偿容量约为0.9倍电动机的空载无功功率。
2）机械负荷惯性大的（如水泵）
Qc=（1.3～1.5）Qo
式中 Qc -补偿容量（kvar）；Qo- 电动机空载无功功率（kvar）。
3）配电室集中补偿
Qc=Pm（tanФl—tanФ2）
式中：Pm 最高负荷月平均有功功率（kw）：tanФ1补偿前功率因数的正切值：tanФ2补偿后功率因数的正切值
3 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。设线路或设备可能输送的功率为S，安装电容器Q后，在视在功率S不变的条件下，使输送有功功率的能力增加了ΔP，即有功功率的电流增加了△Ip= ：使无功功率减少了△Q，即无功功率减少了△IQ= 。通过补偿，虽然视在功率S没有变，但增大了输送的有功功率，减少了输送的无功功率，提高了电网中有功功率的比率常数。（2）并联电容器，提高功率因数。欲提高COS中值，就必须减小电路中端电压与电流的相位差Ф。因为6KV电网中大部分负载是电感性负荷，根据对并联谐振电路的分析可知，在感性负载两端并联适当电容器，就可以提高电路中的功率因数。
（3）减少供电设备的设计容量，减少投资。通过计算，当功率因数COSФ=0.6增加到COSФ=0.85时，装1kvar电容器可节省设备容量0.92kw；反之，增加0.92kw。相对于原有设备而言，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，或者说，相当于增大了设计容量，从而减少了投资。（4）降低线损。设COSФ2为补偿后的功率因数；COSФ1为补偿前的功率因数，则（"OSФ2>COSФ1，所以提高功率因数后，线损下降率为：
Δp%=（1一COS2Ф1/COS2Ф2）x100%。
按上式计算后可以看出，功率因数由补偿前的0.6提高到0.85后，线损降低了88.6%，效果十分明显。
4 结束语
从电力网无功功率消耗的基本状况看，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。本文从无功补偿的原则、影响功率因数的主要因素、低压配电网无功补偿的方法、无功功率补偿容量的选择、无功补偿后取得效益进行分析，总结出借助无功补偿设备提供无功功率，提高系统功率因数，降低无功能耗，改善电网供电质量。
参考文献
[1]张雪红. 无功补偿的优化选择[J]. 价值工程. 2010（12）
[2]苏凯茹. 用户无功补偿与电力系统节能问题探讨[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊）. 2011（07）
关键词：无功功率；网损；功率因数；并联电容器
无功功率补偿Reactive power compensation，简称无功补偿，在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。目前6KV电网中，大部分负载是异步电动机，为电感性负荷。据调查统计，6KV线路中平均功率因数在0.6左右，其中在0.8以下的线路占64%，最低的仅为0.4，线路的功率因数极低。根据PU额I额COSФ可知，设备利用率低，造成很大浪费。因此，装设无功补偿设备，提高功率因数势在必行。
1 无功补偿的原则与作用
无功补偿分为集中补偿、分散补偿和随机随器补偿。应该遵循：“全面规划、合理布局，分级补偿，就地平衡；集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为主；高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主；调压与降损相结合，以降损为主”的原则。无功补偿：在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，谐波增大等诸多因素。无功补偿可以收到下列的效益：①提高用户的功率因数，从而提高供电设备的利用率；②减少电力网络的有功损耗；③合理地控制电力系统的无功功率流动，从而提高电力系统的电压水平，改善电能质量，提高了电力系统的抗干扰能力；④在动态的无功补偿装置上，配置适当的调节器，可以改善电力系统的动态性能，提高输电线的输送能力和稳定性；⑤装设静止无功补偿器（SVS）还能改善电网的电压波形，减小谐波分量和解决负序电流问题。对电容器、电缆、电机、变压器等，还能避免高次谐波引起的附加电能损失和局部过热。
2 设备无功补偿的规定
无功功率补偿控制器有三种采样方式，功率因数型、无功功率型、无功电流型。选择那一种物理控制方式实际上就是对无功功率补偿控制器的选择。控制器是无功补偿装置的指挥系统，采样、运算、发出投切信号，参数设定、测量、元件保护等功能均由补偿控制器完成。十几年来经历了由分立元件--集成线路--单片机--DSP芯片一个快速发展的过程，其功能也愈加完善。就国内的总体状况，由于市场的需求量很大，生产厂家也愈来愈多，其性能及内在质量差异很大，很多产品名不符实，在选用时需认真对待。在选用时需要注意的另一个问题就是国内生产的控制器其名称均为"XXX无功功率补偿控制器"，名称里出现的"无功功率"的含义不是这台控制器的采样物理量。采样物理量取决于产品的型号，而不是产品的名称。（1）固定安装年运行时间1500h以上，且功率大于4KW的异步电动机，应在机旁就地补偿，与电动机同步投切。（2）车间、工厂安装的异步电动机，如果就地补偿有困难时，可在动力配电室集中补偿。（3）配电变压器的无功磁化功率，应在低压侧母线处补偿，一般按变压器容量的10%～15%配置。（4）单台电动机的补偿容量，应根据电机的运行工况确定：
1）机械负荷惯性小的（如抽油机电动机）补偿容量约为0.9倍电动机的空载无功功率。
2）机械负荷惯性大的（如水泵）
Qc=（1.3～1.5）Qo
式中 Qc -补偿容量（kvar）；Qo- 电动机空载无功功率（kvar）。
3）配电室集中补偿
Qc=Pm（tanФl—tanФ2）
式中：Pm 最高负荷月平均有功功率（kw）：tanФ1补偿前功率因数的正切值：tanФ2补偿后功率因数的正切值
3 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。设线路或设备可能输送的功率为S，安装电容器Q后，在视在功率S不变的条件下，使输送有功功率的能力增加了ΔP，即有功功率的电流增加了△Ip= ：使无功功率减少了△Q，即无功功率减少了△IQ= 。通过补偿，虽然视在功率S没有变，但增大了输送的有功功率，减少了输送的无功功率，提高了电网中有功功率的比率常数。（2）并联电容器，提高功率因数。欲提高COS中值，就必须减小电路中端电压与电流的相位差Ф。因为6KV电网中大部分负载是电感性负荷，根据对并联谐振电路的分析可知，在感性负载两端并联适当电容器，就可以提高电路中的功率因数。
（3）减少供电设备的设计容量，减少投资。通过计算，当功率因数COSФ=0.6增加到COSФ=0.85时，装1kvar电容器可节省设备容量0.92kw；反之，增加0.92kw。相对于原有设备而言，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，或者说，相当于增大了设计容量，从而减少了投资。（4）降低线损。设COSФ2为补偿后的功率因数；COSФ1为补偿前的功率因数，则（"OSФ2>COSФ1，所以提高功率因数后，线损下降率为：
Δp%=（1一COS2Ф1/COS2Ф2）x100%。
按上式计算后可以看出，功率因数由补偿前的0.6提高到0.85后，线损降低了88.6%，效果十分明显。
4 结束语
从电力网无功功率消耗的基本状况看，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。本文从无功补偿的原则、影响功率因数的主要因素、低压配电网无功补偿的方法、无功功率补偿容量的选择、无功补偿后取得效益进行分析，总结出借助无功补偿设备提供无功功率，提高系统功率因数，降低无功能耗，改善电网供电质量。
参考文献
[1]张雪红. 无功补偿的优化选择[J]. 价值工程. 2010（12）
[2]苏凯茹. 用户无功补偿与电力系统节能问题探讨[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊）. 2011（07）