无功补偿的原理与作用、功能概述

无功补偿原理适用于电网中的电力负荷，如电动机、变压器等。其中大部分属于感性负载，在运行过程中需要向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿的设备后，可以提供感性负载消耗的无功功率，减少电网向感性负载提供并由线路传输的无功功率。由于减少了电网中无功功率的流量，可以减少线路和变压器传输无功功率造成的功率损耗，称为无功补偿。

无功补偿的作用

无功补偿的主要作用是提高功率因数以降低设备容量和功率损耗，稳定电压和改善供电质量，提高系统传输稳定性和远距离传输时的传输容量，平衡三相负载的有功和无功功率。安装并联电容器进行无功补偿，可以限制无功功率在电网中的传输，相应地降低线路的电压损耗，提高配电网的电压质量。无功补偿应按分级就地、方便调压的原则配置。集中补偿与分散补偿相结合，分散补偿为主;高压补偿与低压补偿相结合，低压补偿为主;调压与降损相结合;与配电网改造工程同步规划、设计、施工、投产。无功补偿的功能体现在:

1.提高电压质量

配电网无功补偿的合理配置与供电电压质量密切相关。合理安装补偿设备可以提高电压质量。随着线路电抗x越靠近线路末端越大，越靠近线路末端安装无功补偿的效果越好。

2.降低功耗

安装无功补偿主要是为了降损节能。例如，如果传输的有功功率p是一个固定值，则在安装无功补偿后，功率因数将从cos∮增加到cos∮1。因为P=UIcos∮，负载电流I与cos∮成反比，并且因为P=I2R，线路的有功功率损耗将加倍。相反，当负荷功率因数从1降低到cos∮时，电网元件的功率损耗百分比将增加△PL%，计算公式如下:

△PL%=(1/cos2∮-1)×100%

3.提高发电和供电设备的运行效率

(1)在设备容量不变的情况下，通过提高功率因数可以少送无功，所以可以多送有功。可以发送更多的有功功率△P可以通过以下公式计算，其中P1是补偿前的有功功率

△ P=P1-P=S(cos∮1-cos∮)

(2) 如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，所需配电变压器容量△S也相应减少。即

△S=S-S1=P[(1/cos∮)-(1/cos∮1)]

可减少的供电设备容量占原容量的百分比为△S/S。即

△S/S=(cos∮1-cos∮)/cos1∮=1-(cos∮/cos∮1)

(3)安装无功补偿可以使发电机产生更多的有功功率。系统采用无功补偿后，无功负荷降低，发电机可以产生更少的无功功率和更多的有功功率，从而完全达到铭牌输出。

4.减少用户电费

(1)可以避免由于功率因数低于规定值而造成的损失。

(2)可以减少用户内部因无功输配造成的有功损耗，电费也相应减少

3.无功补偿装置和无功补偿容量的计算，无功补偿有哪些方法?

无功补偿装置的补偿方式包括集中无功补偿和局部无功补偿，均以提高功率因数、降低变压器损耗和消除利率调整电费为目标。

2.1集中补偿无功补偿电容器柜一般安装在配电室进线柜旁边。无功补偿容器的计算主要基于变压器容量的30%的比率。无功补偿电容器的选择建议采用MCGD滤波电容器防爆干式电容器，使用寿命长，不会造成安全隐患，安全可控。无功补偿的柜门应安装无功补偿的控制器，可显示功率因数、电流、电压和额定电流。

2.2市场上的局部补偿叫无功补偿或节电器，看似提高了功率因数，降低了电流，但整体效果不大，不能真正达到节电的效果。其原理也是基于电容补偿和电流显示表，不适用于带谐波源的负载电气设备。

2.3如果需要就地无功补偿，可以选择智能无功补偿的模块。它是对低压无功补偿装置的特殊改造，既能提高功率因数，又能抑制谐波放大，滤除谐波。

常见的无功补偿装置有哪些？

（1）并联电容补偿。它的主要作用是就近向负荷供给无功，在提高用电功率因数、改善电压质量、降低线路损耗。它具有运行简便、经济可靠等优点。

（2）同步补偿器。又称调相机，它实质上是空载运行的同步电动机，在过励磁运行状态下，向电力系统供给无功，在欠励磁运行状态下，从电力系统吸取无功功率。

（3）电力电容器成套补偿装置。这种装置将电力电容器及其控制、保护电器按一定接线连接起来的成套装置，具有安装方便、建设周期短、造价低、投资少、运行维护简便、损耗小等优点。

（4）静止无功补偿装置。简称静补，用于补偿系统动态工作情况下所需无功功率。