什么是功率因數(shù)？

功率因數(shù)一般是針對不同的負(fù)載而言的。

在直流電時代，是沒有功率因數(shù)一說的，那時的功率因數(shù)為1。從交流電時代開始，功率因數(shù)就開始伴隨我們的身邊，功率因數(shù)小于1。我們知道：

功率因數(shù)就等于有功功率除以視在功率的比值。

有功功率就是用電設(shè)備消耗的電能。

與有功功率對應(yīng)的是無功功率。

無功功率是在用電設(shè)備中空轉(zhuǎn)的電能。

有功功率的平方+無功功率的平方=視在功率的平方。

為什么要無功補償？

首先我們來看下，功率因數(shù)就是我們較常說的線路和負(fù)載中的電容和電感，這兩種器件和一般的用電器件不同。它們不光要吃（消耗）電能，它們還要拿（儲存），一般來說，其吃電的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其拿電的能力。這就造成了一部分電能沒有做功，但是卻產(chǎn)生了電流。

其實這電做不做功，多數(shù)人認(rèn)為那是科學(xué)家們研究的事，和我們關(guān)系不大。但是發(fā)電機表示自己本來能發(fā)1萬千瓦一小時的電，現(xiàn)在功率因數(shù)比較低，在保證電流不過載（過載犧牲發(fā)電機壽命，并且容易故障）的條件下，自己發(fā)的電少了。

這下發(fā)電廠不干了，咱們賣電可是按有功功率算的呀，無功功率跟著湊什么熱鬧？供電局表示自己的線路都滿載了，用電端說電不夠，發(fā)電端說發(fā)不出來啦。哦，原來都給無功功率把容量給占用了。這就好比你坐地鐵，買一次票，從起點到終點，再到起點。。。就是不出站。5元錢坐一天地鐵。地鐵人員表示很無奈。

那咋整？容性負(fù)載和感性負(fù)載能相互抵消？原來電容電流超前電壓90°，而電感則是電壓超前電流90°，那么兩個容抗和感抗相等的電容和電感在一起，電路的功率因數(shù)就成1啦。

問題又來了，我們?nèi)粘５墓╇娤到y(tǒng)的負(fù)載，是電感多還是電容多？

先說說電容，廣義來說，任意兩個導(dǎo)體組成的孤立體系都是一個電容器，但是這種電容的電容量很小，主要和導(dǎo)體上電荷量及導(dǎo)體間距離有關(guān)。

再說說電感，電感就是電線多轉(zhuǎn)幾個彎。最常見的就是線圈。見到過一個電焊機因為線長了，工人又犯懶，沒有把卷在一起的電線分開，結(jié)果導(dǎo)致電焊機不能引弧。有人驚呼：上午用還是好的，怎么下午就壞了。

除了線圈，電動機也是屬于電感型負(fù)載，通俗點說，只要有繞組的都是電感型負(fù)載。所以日常中，電感性負(fù)載的量要遠(yuǎn)大于電容性負(fù)載。

所以，我們要功率補償。一般就是算一下自己這邊的無功功率，然后上電力電容器。功率因數(shù)就上去了！

如何進行無功補償？

前面已經(jīng)非常通俗地幫助大家理解無功補償，而接下來要說的是，因為大部分用戶的負(fù)載元件的阻抗基本都是呈感性，感性負(fù)載消耗的無功只能從電網(wǎng)中獲取，顯然就加大電網(wǎng)的損耗。而無功功率對供電系統(tǒng)和負(fù)載的運行是十分重要的。那該如何解決這個問題？就地平衡無功，加裝無功補償裝置，這就是解決辦法。接下來，就具體分析補償?shù)霓k法以及如何計算補償容量。

電容器補償?shù)姆绞降倪x擇：

（1）采用并聯(lián)電力電容器作為人工無功補償裝置時，為了盡量減少線損和電壓損失，宜就地平衡補償，即低壓部分的無功功率宜由低壓電容器補償，高壓部分的無功功率宜由高壓電容器補償。

當(dāng)無高壓負(fù)荷時不得在高壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器裝置。當(dāng)對電動機用電設(shè)備采用就地單獨補償時，補償電容器的額定電流不應(yīng)超過電動機勵磁電流的0.9倍。在進行用電負(fù)荷計算時，應(yīng)計入補償后的無功功率。

（2）補償電容器組的投切方式分為手動和自動兩種。對于補償?shù)蛪夯緹o功功率的電容器組以及常年穩(wěn)定的無功功率和投切次數(shù)較少的高壓電容器組，宜采用手動投切。為避免過補償或在輕載時電壓過高，造成某些用電設(shè)備損壞等，宜采用自動投切。在采用高、低壓自動補償裝置效果相同時，宜采用低壓自動補償裝置。

（3）無功自動補償?shù)恼{(diào)節(jié)方式：以節(jié)能為主進行補償者，采用無功功率參數(shù)調(diào)節(jié)；對沖擊性負(fù)荷、動態(tài)變化快的負(fù)荷及三相不平衡負(fù)荷，可采用晶閘管（電子開關(guān)）控制，使其平滑無涌流，動態(tài)效果好，且可分相控制，有三相平衡效果。

（4）電容器分組時，應(yīng)與配套設(shè)備的技術(shù)參數(shù)適應(yīng)，滿足電壓偏差的允許范圍，適當(dāng)減少分組組數(shù)和加大分組容量。分組電容器投切時，不應(yīng)產(chǎn)生諧振。

（5）高壓電容器組宜串聯(lián)適當(dāng)參數(shù)的電抗器，低壓電容器組宜加大投切容量，采用專用投切接觸器或晶閘管，以減少合閘沖擊電流。受用電設(shè)備諧波含量影響較大的線路上裝設(shè)電容組時，電抗器宜串聯(lián)。

給功率因數(shù)低的用戶計算無功補償：

計算無功補償裝置的容量，通常需要3個技術(shù)參數(shù)才能計算；

（1）沒有加裝無功補償裝之前的功率因數(shù)；用“cosφ1”表示

（2）希望將提高到多大的功率因數(shù)；用“cosφ2”表示

（3）專變客戶的有功功率；用“P”表示 計算公式

公式中：

P：實際的有功功率；

Q1：沒有加裝無功補償之前的無功功率；

Q2：并聯(lián)無功補償運行之后的無功功率；

Qj：需要補償?shù)臒o功功率；

案例：

假設(shè)某專變用戶的變壓器容量是630KVA，功率因數(shù)每個月均為0.6左右，導(dǎo)致該用戶的力率調(diào)整電費被考核，現(xiàn)需要將功率因數(shù)提高到0.9左右，需要配置多大的無功補償裝置？

目前市場上的無功補償裝置容量規(guī)格有100、134、150、167、200、234、250、267、300、334、350、367、400、434、450、467、500、534、550、567、600等幾種，因此加裝334kvar自動投切裝置比較合理。

對新增客戶配置無功補償裝置：

對于新增加的負(fù)荷，簡單來講是不知道沒有無功裝置時的功率因數(shù)，通常來講用情況一的方法是沒有辦法計算的，因為缺少一個已知參數(shù)。因此，這就需要我們引入一個經(jīng)驗值。

對于專變用戶而言，供電局一般規(guī)定功率因數(shù)達(dá)到0.9才不被考核，而同一臺630kW的變壓器，用戶的實際負(fù)荷不同，配置的無功補償裝置也是不一樣的。通常情況下，我們?nèi)∽儔浩魅萘康?0-40%。

假設(shè)某新增加專變用戶的變壓器容量是630kVA，需要配置多大的無功補償裝置？

如果電機負(fù)載比重不大 Q=S×30%=630(kVA)×30%=189kvar，加裝200kvar自動投切裝置比較合理，如果電機負(fù)載比重較大，Q=S×40%=630(kVA)×40%=252kvar，加裝250kvar自動投切裝置比較合理。

以上為簡單的介紹，基本是按照低壓側(cè)補償?shù)姆绞健?strong>實際無功補償裝置的配置與計算較為復(fù)雜，負(fù)荷性質(zhì)千千萬萬，不能一概而論。精確的配置需要詳細(xì)計算每個單體負(fù)載的利用率和推并推出理論功率因數(shù)才能計算。

補償過頭了會有什么影響？

電容補償原理：電容補償時電容和負(fù)載是并聯(lián)連接的，電容就和電庫一樣，當(dāng)負(fù)載增大時，由于電源存在內(nèi)阻，電源輸出電壓就會下降，由于電容的道兩端要維持原來的電壓，也就是電容內(nèi)的電量要流出一部分，延緩了電壓的下降趨勢，就是電容補償原理。

增加補償電容器，電容量太大對供電端和用電端造成一定的影響。

1、對于電網(wǎng)來說，無論負(fù)載性質(zhì)是感性還是容性，都將產(chǎn)生無功功率，都要產(chǎn)生有功電能損耗；補償電容太大是沒有必要的度。
2、另外，補償電容太大、用電網(wǎng)絡(luò)呈容性、由于供電網(wǎng)絡(luò)一般都是感性的，這樣就會產(chǎn)生諧振，產(chǎn)生諧振過電壓和過電流，嚴(yán)重時會使電網(wǎng)解列或燒毀電氣設(shè)備。所以供用電要求不能進行過補償。

一般用電戶的考核功率因數(shù)達(dá)到0.9就可以，但是這時用電網(wǎng)絡(luò)中還有相當(dāng)于有功功率一半的無功功率存在，此時的供電網(wǎng)絡(luò)需供1.25倍的有功電流那樣大的電流才能使負(fù)荷正常工作，這將使供電網(wǎng)絡(luò)的線路損耗增加56%，即使是補償?shù)?.95，無功功率也還達(dá)到有功功率的31%，況且在進行補償時采取如串聯(lián)電抗器等措施，就不會產(chǎn)生諧振和電壓電流的放大現(xiàn)象。

所以，現(xiàn)在常說的無功功率補償，必須補償?shù)角〉胶锰幉判小?/strong>補償不夠，達(dá)不到要求要被罰款。補償過頭了，也會導(dǎo)致功率因數(shù)降低，如果低到標(biāo)準(zhǔn)之下，還是要被罰款。因為過補償，實質(zhì)上是容性無功功率過大了，既然是無功功率過大，無論容性還是感性，都是無功功率。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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