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浅谈电力系统中的无功补偿摘要：在电力系统中存在许多感性负荷和非线性装置这些负荷需要消耗大量的无功功率。为了确保电力系统电压质量、降低电网损耗在电力系统中必须采用大量的无功补偿装置。文章阐述了无功功率、无功补偿的概念以及无功补偿在电力系统的应用并对电力系统常用的几种无功补偿方式进行了对比分析。关键词：电力系统；无功补偿；无功功率；电压质量；电网损耗文献标识码：A中图分类号：TM714文章编号：1009-2374（2016）16-0120-02DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.16.058在电力系统中运行的很多电气设备如电弧炉、电动机、变压器等它们属于既有电感又有电阻的感性负载这些感性负载在正常运行中会建立交变磁场进行着“电”“磁”之间的转换。这些电感性负载的电流和电压向量之间存在着一个相位差相位差的余弦cosφ即是功率因数它是有功功率（P）与视在功率（S）之比。功率因数是电气设备合理使用状况及用电管理水平的一个重要技术指标可以衡量电气设备效率的高低。交流电源提供的功率为视在功率（S）视在功率不等于有功功率（P）也不等于无功功率（Q）。视在功率、有功功率和无功功率的关系可以用功率三角形来表示如图1所示：功率三角形实际是一个直角三角形两个直角边分别是有功功率和无功功率斜边为视在功率有功功率和视在功率的夹角为功率因数角（φ）它表示交流回路中电压与电流之间的相位差。从以上功率三角形中可以看出当设备的视在功率一定时如果功率因数降低有功功率也就随之降低此时无功功率就会增大这样线路及变压器就会传送更多的无功功率以满足电网需求从而降低了设备的利用率也增加了电气设备及线路中的损耗因此电力系统必须采取无功补偿的措施以提高功率因数。1无功功率及无功补偿的概念在电力系统中变压器、电动机等一些电气设备都是根据电磁感应原理工作的当设备线圈流过交流电流时在铁芯中会产生交变磁通在交变磁场的作用下这些电气设备才能进行能量的转换和传递建立磁场所需要的电流是电感性的相位滞后电压90度属于无功电流。因此为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率无功功率并不会直接转化为热能或者机械能它们并不是“无用”的电功率相反它们是电气设备能够正常运转的一个必备条件。无功功率在电网中不会被消耗它只是与电能一直进行着周期性转换并没有真正消耗能量因此这类功率通常称之为无功功率为保证电力系统能够正常运行电力系统中除了需要有功电源外还需要无功电源两者缺一不可。电流在电感元件中做功时电压超前于电流90度而电容器接入电力系统后其电压滞后电流90度在同一电路中流过电容设备的电流与流过电感设备的电流方向正好相反相差180度所以流过电容器的电流与用电设备建立磁场所需要的无功电流相位相反可以互相抵消（补偿）从而使总电流减小因此在电力系统中常把具有容性功率的装置与感性负荷连接在同一电路中通过容性设备与感性负荷之间的能量相互转化从而使感性负荷所需要的无功功率得到补偿也就是电力系统所说的无功补偿。2无功补偿在电力系统中的应用电力系统的功率平衡是指电力有功功率和无功功率的平衡电能具有一个很重要的特点就是不能储存在任何时刻电力系统的生产、输送、分配和消耗在功率上必须严格保持平衡否则电能质量就不能保证。当系统供给的有功功率大于负载消耗的有功功率时系统频率就会升高当系统供给的有功功率小于负载消耗的有功功率时系统频率就会降低。在电力系统中电压与无功功率也是一对统一体。当系统发出的无功功率大于负载所消耗的无功功率时系统电压就会升高当系统发出的无功功率小于负载所消耗的无功功率时系统电压就会降低无功功率严重不足时会造成电力系统电压急剧下降可能会使系统瓦解造成电网大面积停电。因此在电力系统中为保障供电质量以及提高电气设备利用率电力系统会采用大量的无功补偿装置为避免输电系统长距离传输无功功率而增大无功损耗电力系统基本在受电端安装无功补偿装置即采用就地平衡的原则以保证系统各枢纽变电站的电压能够满足规定的要求。3电力系统无功补偿的几种方式近年来随着国民经济的发展电力系统也得到快速的发展尤其是大范围的高电压甚至特高压输电网络的逐渐形成负荷的增长对无功的需求也大幅度上升因此无功功率的平衡也成为了更多人关注的焦点无功补偿装置的多样性及技术的先进性也得到了很大的提高。目前我国电力系统主要有以下三种无功补偿方式：3.1并联电容器和同期调相机装设并联电容器是电力系统中补偿无功功率最常用的方法之一。并联电容器的优点是结构和原理简单安装、运行以及维护方便损耗低效率高缺点是只能补偿固定的无功不能够连续调节有时甚至会出现过补偿