了解无功功率，这一篇文章就够了

我们经常在配电房里可以看到低压电容柜或者补偿柜，或者高压电容器，相信朋友们都不陌生。

电容柜装在高压柜侧的，叫做高压集中补偿；装在低压侧的，叫做低压就地补偿，基本以低压就地补偿的为多数。

那它们到底起什么作用呢？原理又是什么呢？请接着看下去。

（1）从电容柜的模拟图说起

（低压电容柜模拟图）

上面是一张普通的低压电容柜模拟图。从图中我们可以看到低压电容柜是并联在低压母线上的。图中的低压电容柜有8组补偿电容。

低压电容柜的内部元器件有： 刀开关、电流互感器、断路器、交流接触器、热继电器、补偿电容、低压避雷器等。高压电容器也差不多，不过内部元器件全部换成相应高压等级的了，整体看上去比低压电容柜要大许多。

现在很多电容柜内部是没有热继电器的，在热继电器的 地方取而代之的是一个小型电抗器，起抑制线路电流突变和谐波的作用，从而保护末端的补偿电容。 图中补偿电容的型号是“BSMJ-0.4-10-3”，其中数字10就是单个补偿电容能够提供额定容量为10kvar的无功，8 组全部投入的话这个低压电容柜就总共可以提供80kvar的无功。

这是常见的一个低压补偿电容。

（常见的低压电容）

（2）什么是无功功率，为什么要无功补偿

无功功率，就是只进行了电能形式的转换，而不是被消耗掉的功率。我们都知道，电气设备有阻性、容性、感性三种性质。阻性，很好理解，电阻形式的，电流通过阻性的元器件就是被消耗掉了的，例如电吹风机通过电阻丝把吹出来的空气加热，从而电能就转变成了热能。

容性和感性就不一样了。容性，比如电容器，只是将电能储存起来了，在需要的时候还是可以释放出来的；感性也是，比如电抗器，是将电能转换成了磁场保存起来了，也是可以释放出来的。所以，从某种意义上来说，它们是不做功的，所以称之为“无功功率”。

不过，无功功率并非无用功，它实际上是工业的基础。没有无功，只有阻性元器件产生的有功功率的话，根本无法建立起如今的工业繁荣。最常见的，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。

所以，在正常情况下，用电设备不但要消耗有功功率，同时还需要从电源中取得无功功率。

1）如果用电设备没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，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）如果用电设备没有足够的无功功率，向电网中索要无功功率，就会增加电网的损耗，加大线路的电压降，从而影响整个电网的正常运行。

所以，基本上配电房里都会有电容补偿柜，用作就地补偿；而且供电公司一般要求电容补偿的功率因素达到0.9以上。

当然，供电公司也不允许过多的无功输送到电网中，因为这样会导致线路的电压升高。所以，电容补偿柜一般都有个投切开关，投到“自动”档位，就可以根据实际情况投入所需要的电容数量了。

（3）电容补偿多少合适呢

以一台500kVA的变压器为例，一般来说，配电变压器的无功补偿容量约为变压器容量的20%～40%，一般设计人员以30%来估算，即选取150Kvar为最大补偿容量，也就是安装容量。下面就是针对一台500kVA的变压器的无功补偿方案：

1）无功补偿容量：150kvar 3×40kvar(20kvar 20kvar)  1×30kvar(20kvar 10kvar)

2）智能电容器数量：3台 SWL-8MZS/450-20.20 1台 SWL-8MZS/450-20.10

如果有电动机、变频器等设备，无功补偿的算法与变压器的算法又有些不一样了。

也可以通过补偿前后的功率因素对比来计算所需的无功补偿容量，比如：

1）某工厂的有功功率为600KW，无功功率为800Kvar，视在功率就是1000KVA，相应的功率因素就是600/1000=0.6。

2）查询无功补偿容量计算系数表，根据补偿前后找到相应的系数F。如补偿前为0.6，补偿后想达到0.95，可以查得系数F=1.005

3）再通过计算公式：有功功率*系数F，就等于所需要补偿的无功总量了。600*1.005=605kvar。

4）根据实际情况，可以适当放大一些余量，以防后续增添设备后无功不足。

（无功补偿容量计算系数表）

（来源：网络 ，版权归原作者）

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