无功补偿的目的意义方法.docx

2007
年
PAE
应用方案文集

电能质量

-34-

无功补偿及其意义

刘翀

（电力监控与补偿滤波产品应用工程师
/
上海
/13585809942
）

摘要：
无功补偿是维持电力系统稳定与经济运行所必须的，本文详细介绍什么是无功、无功补
偿，以及无功补偿的方法和意义，并重点介绍全球电气行业领导者施耐德电气公司在无
功补偿方面的典型应用方案。

1
什么是无功功率

在交流电路需要由电源供给负载两部分功率；一种是有功功率，一种是无功功率。

有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能
量，如机械能、热能或光能。符号用
P
表示，单位为瓦
(W)
、千瓦
(kW)
和兆瓦
(MW)
。
什么是无功功率
在交流电路需要由电源供给负载两部分功率；一种是有功功率，一种是无功功率。
有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能
量，如机械能、热能或光能。符号用P表示，单位为瓦(W)、千瓦(kW)和兆瓦(MW)。
无功功率较为抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。符号用Q表示，单位为乏(Var)和千乏(kVar)。
无功功率较为抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电
气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。符号用Q表示，单位为乏(Var)和千乏(kVar)。
无功功率不是无用功率。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。
2无功补偿的原理
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上，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率来补偿。实质上就是把原来是由电网或者变压器提供的无功功率，改为由交流电力电容器来提供。
3无功补偿的方式
并联电容器为无功补偿的主要方式。根据系统负载情况的不同和需要达到的补偿效
果的不同，按照安装位置的不同，无功补偿方式分为集中补偿、分组补偿和就地补偿三
种。集中补偿方式所用电容器组的容量较分散补偿和就地补偿的总容量和小，利用率更
高，但未对变配电所各馈线补偿，仅减轻了电网的无功负荷。分散补偿方式中的电容器
组的利用率较就地补偿高，因此总的需要量较就地补偿小，是一种相对就地补偿而言比
较经济合理的补偿方式。选择无功补偿方式的原则是“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，低压补偿为主；调压与降损相结合，降损
为主。”。
4无功补偿的意义
无功功率补偿装置在电力供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗、提高供电效率、改善供电质量，所以无功功率补偿装置在电力配电系统中处在一个不可或缺的非常重要的位置。下面从四个方面加以说明：
改善电压质量
输电线路电压损耗由两部分组成，即有功功率在电阻上的压降和无功功率在电抗上的压降。一般说来，在电网的线路、变压器的等值电路中，电抗的数值比电阻大得多。所以无功功率对电压损耗的影响很大，而有功功率对电压损耗的影响则要小得多。因此，在电力系统中，无功功率是造成电压损耗的主要因素。电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。
降低线损
在某一额定电压下，有功功率恒定不变，由于功率因数变化，其线路损耗发生变化
线路、变压器的增容
因国家根据企业功率因数值调整电价高低，因此加设补偿装置提高功率因数后对企业和电力系统有重大经济效益。
(1).在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因此可以多送有功功率。
(2).如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，因此所需要的配变容量也相应地减少s
(3).安装无功补偿设备，可使发电机多发有功功率。系统采取无功补偿后，使无功负荷降低，发电机就可少发无功，多发有功，充分达到铭牌出力。