无功功率补偿知多少

摘要：随着非线性负载装置的大量使用，造成配电网电压波形畸变，功率因数低，电压波形和闪变以及三相不平衡等电能质量问题，同时高精度设备以及计算机设备对配电网供电要求越来越高，如何能够有效的解决电能质量问题成为现在电力行业一个重点研究的方向……

一、 无功功率的定义及影响

交流电在通过纯电阻的时候,电能都转成了热能,而在通过纯容性或者纯感性负载的时候,并不做功.也就是说没有消耗电能,即为无功功率.当然实际负载,不可能为纯容性负载或者纯感性负载,一般都是混合性负载,这样电流在通过它们的时候,就有部分电能不做功,就是无功功率。无功功率指的是交流电路中，电压U与电流I存在一相角差时，电流流过容性电抗(XC)或感性电抗(XL)时所形成的功率分量。

这种功率在电网中会造成电压降落(感性电抗时)或电压升高(容性电抗时)和焦耳(电阻发热)损失，却不能做出有效的功。

二、 无功功率的分类

感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90°，如电动机、变压器、晶闸管变流设备等。容性无功：电流矢量超前于电压矢量90°，如电容器、电缆输配电线路等。基波无功：与电源频率相等的无功( 50HZ)。谐波无功：与电源频率不相等的无功。

三、 无功功率补偿的定义

在电力系统中的变电所或直接在电能用户变电所装设无功功率电源，以改变电力系统中无功功率的流动，从而提高电力系统的电压水平，减小网络损耗和改善电力系统的动态性能，这种技术措施称为无功功率补偿。电力系统中，不但有功功率要平衡，无功功率也要平衡。

图1、无功功率补偿图

四、 无功功率补偿的常见方法及方式

1、 无功功率补偿的常见方法

并联电容器组

电力电容器是一种静止的无功补偿设备。它的主要作用是向电力系统提供无功功率，提高功率因数。采用就地无功补偿，可以减少输电线路输送电流，起到减少线路能量损耗和压降，改善电能质量和提高设备利用率的重要作用。

图2、电容组

(2) 静止无功补偿器

静止无功补偿器是一种没有旋转部件，快速、平滑可控的动态无功功率补偿装置。它是将可控的电抗器和电力电容器(固定或分组投切)并联使用。电容器可发出无功功率(容性的)，可控电抗器可吸收无功功率(感性的)。通过对电抗器进行调节，可以使整个装置平滑地从发出无功功率改变到吸收无功功率(或反向进行)，并且响应快速。

(3) 同步补偿

运行于电动机状态，不带机械负载也不带原动机，只向电力系统提供或吸收无功功率的同步电机。用于改善电网功率因数，维持电网电压水平。

2、无功功率补偿的方式

(1)、集中补偿：装设在企业或地方总变电所6~35KV母线上，可减少高压线路的无功损耗，而且能提高本变电所的供电电压质量。

(2)、分散补偿：装设在功率因数较低的车间或村镇终端变、配电所的高压或低压母线上。这种方式与集中补偿有相同的优点，但无功容量较小，效果较明显。

(3)、就地补偿：装设在异步电动机或电感性用电设备附近，就地进行补偿。这种方式既能提高用电设备供电回路的功率因数，又能改变用电设备的电压质量

五、 无功功率补偿的作用

提高用户的功率因数,从而提高供电设备的利用率;减少电力网络的有功损耗。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。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。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。

六、 结束语

电能质量分析仪是一种对电网中电能质量问题进行测量、记录及分析的专业测量工具。

它不但可以测量有功功率、无功功率、视在功率、功率因素、位移功率因素，而且还捕捉故障现场的谐波、电压波动、闪变、功率和三相不平衡等常见的电能质量问题，为智能电网、新能源、电气化铁路和大型工业用户提供电能质量方面的性能评估和治理决策。