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【摘 要】 本文介绍了功率的内涵，并结合相关计算表述了提高功率因数的必要性，同时结合工程实践对市场现有的低压无功功率补偿装置进行了简单的分类，给我们进行电能分析及选择无功功率补偿装置提供了借鉴。
【关键词】 功率因数；无功补偿；节能
一、前言
随着我国工业现代化步伐的加快，用电负荷与日俱增，与此同时我们对电能质量的要求也越来越严格，无功功率补偿装置作为提高电网功率因数最重要的装置得到了广泛的应用，选择合适的补偿装置，可以最大限度的减少网络损耗，提高电网质量。
二、无功功率的内涵
无功的产生：在电网中，功率分为有功功率、无功功率和视在功率。交流电网中，由于有阻抗和电抗（感抗和容抗）的同时存在，电源输送到电器的电功率并不完全做功，其中有一部分电功率（电感和电容所储的电能）仍能回输到电网，这部分功率在电源与电抗之间进行交换而不消耗，称为无功功率。无功功率通俗地讲就是不消耗电能的用电设备所消耗的功率，无功主要有以下两大类：1、感性无功：感性负荷产生的无功（电机、变压器等）；2、容性无功：容性负荷产生的无功（电容器）。
功率因数（COSφ）有功功率与视在功率的比值就是功率因数
S=（P2+Q2）1/2
Q=（S2-P2）1/2
cosφ=P/S
三、提高功率因数的好处
1、减少供电系统中的电压损失，使负载电压更稳定，改善电能的质量。
以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X，有功和无功为P、Q，则电压损失ΔU为：
△U=（PR+QX）/Ue×10-3（KV）两部分损失：PR/Ue→输送有功负荷P产生的；QX/Ue→输送无功负荷Q产生的；
配电线路：X=（2～4）R，△U大部分为输送无功负荷Q产生的
变压器：X=（5～10）R，QX/Ue=（5～10）PR/Ue变压器△U几乎全为输送无功负荷Q产生的
可以看出，若减少无功功率Q，则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。因此，無功补偿能改善电压质量（一般电压稳定不宜超过3%）。
2、可以增加系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低，那么在既有设备容量不变的情况下，装设电容器后，可以提高功率因数，增加负载的容量。
举例而言，将1250KVA变压器之功率因数从0.7提高到0.93时：
补偿前：1250×0.7=875KW
补偿后：1250×0.93=1163KW
同样一台1250KVA的变压器，功率因数改变后，它就可以多承担288KW的负载。
3、通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。
4、减少了用户的电费支出；透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠
电网规则规定，用户的功率因数应达到的标准：高压用电的工业用户和高压用电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为0.9以上，其它100KVA及以上电力用户和大中型电力排灌站，功率因数为0.85以上：农业用电功率因数为0.80以上。凡功率因数达不到上述规定的用户，供电部门会在其用户使用电费的基础上按一定比例对其进行罚款。所以要提高用户的功率因数，必须进行无功补偿。
四、无功补偿装置的分类
无功补偿装置按投切方式可以分为以下三种：
1.延时投切
延时投切即人们熟称的"静态"补偿。这种投切采用投切电容的接触器动作，延时投切可以防止接触器频繁动作时电容器损坏，更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡。当电网的负荷呈感性时，如电动机、电焊机等负载，这时电网的电流滞带后电压一个角度，通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量，来决定电容器的投切。
2.瞬时投切
瞬时投切即人们常说的"动态"补偿，它采用半导体电力器件实现电容器的投切，控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算，在2个周期到来时，控制器发出控制信号，通过脉冲信号使晶闸管导通，投切电容器组可以在30毫秒内就完成一个全部动作，这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。动态补偿方式多应用于天车或电焊机类负荷变化频繁的负载。
3.混合投切
实际上就是静态与动态补偿的混合，一部分电容器组使用接触器投切，而另一部分电容器组使用电力半导体器件。这种方式在一定程度上可做到优势互补，比起单一的投切方式拓宽了应用范围，节能效果更好。
但是由于并联到线路上进行无功补偿的电容器对谐波会有放大作用，使得系统电压及电流的畸变更加严重。另外，谐波电流叠加在电容器的基波电流上，会使电容器的电流有效值增加，造成温度升高，减少电容器的使用寿命。为了解决此问题，在工程实践中补偿装置制作厂家常会在电容器端串联适宜的调谐电抗，或针对负载特性研讨加装谐波改善装置。
五、结论
综上所述，采用无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的节能措施。并联补偿电容器原理简单、使用方便、运行经济、投资省、可以分组投切保证电压合格率和合理的功率因数。
参考文献：
[1]主编：孟祥忠，《现代供电技术》，清华大学出版社，2006年第一版
[2]作者：王兆安、杨君、刘进军、王跃《谐波控制和无功功率补偿》，机械工业出版社
【关键词】 功率因数；无功补偿；节能
一、前言
随着我国工业现代化步伐的加快，用电负荷与日俱增，与此同时我们对电能质量的要求也越来越严格，无功功率补偿装置作为提高电网功率因数最重要的装置得到了广泛的应用，选择合适的补偿装置，可以最大限度的减少网络损耗，提高电网质量。
二、无功功率的内涵
无功的产生：在电网中，功率分为有功功率、无功功率和视在功率。交流电网中，由于有阻抗和电抗（感抗和容抗）的同时存在，电源输送到电器的电功率并不完全做功，其中有一部分电功率（电感和电容所储的电能）仍能回输到电网，这部分功率在电源与电抗之间进行交换而不消耗，称为无功功率。无功功率通俗地讲就是不消耗电能的用电设备所消耗的功率，无功主要有以下两大类：1、感性无功：感性负荷产生的无功（电机、变压器等）；2、容性无功：容性负荷产生的无功（电容器）。
功率因数（COSφ）有功功率与视在功率的比值就是功率因数
S=（P2+Q2）1/2
Q=（S2-P2）1/2
cosφ=P/S
三、提高功率因数的好处
1、减少供电系统中的电压损失，使负载电压更稳定，改善电能的质量。
以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X，有功和无功为P、Q，则电压损失ΔU为：
△U=（PR+QX）/Ue×10-3（KV）两部分损失：PR/Ue→输送有功负荷P产生的；QX/Ue→输送无功负荷Q产生的；
配电线路：X=（2～4）R，△U大部分为输送无功负荷Q产生的
变压器：X=（5～10）R，QX/Ue=（5～10）PR/Ue变压器△U几乎全为输送无功负荷Q产生的
可以看出，若减少无功功率Q，则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。因此，無功补偿能改善电压质量（一般电压稳定不宜超过3%）。
2、可以增加系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低，那么在既有设备容量不变的情况下，装设电容器后，可以提高功率因数，增加负载的容量。
举例而言，将1250KVA变压器之功率因数从0.7提高到0.93时：
补偿前：1250×0.7=875KW
补偿后：1250×0.93=1163KW
同样一台1250KVA的变压器，功率因数改变后，它就可以多承担288KW的负载。
3、通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。
4、减少了用户的电费支出；透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠
电网规则规定，用户的功率因数应达到的标准：高压用电的工业用户和高压用电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为0.9以上，其它100KVA及以上电力用户和大中型电力排灌站，功率因数为0.85以上：农业用电功率因数为0.80以上。凡功率因数达不到上述规定的用户，供电部门会在其用户使用电费的基础上按一定比例对其进行罚款。所以要提高用户的功率因数，必须进行无功补偿。
四、无功补偿装置的分类
无功补偿装置按投切方式可以分为以下三种：
1.延时投切
延时投切即人们熟称的"静态"补偿。这种投切采用投切电容的接触器动作，延时投切可以防止接触器频繁动作时电容器损坏，更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡。当电网的负荷呈感性时，如电动机、电焊机等负载，这时电网的电流滞带后电压一个角度，通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量，来决定电容器的投切。
2.瞬时投切
瞬时投切即人们常说的"动态"补偿，它采用半导体电力器件实现电容器的投切，控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算，在2个周期到来时，控制器发出控制信号，通过脉冲信号使晶闸管导通，投切电容器组可以在30毫秒内就完成一个全部动作，这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。动态补偿方式多应用于天车或电焊机类负荷变化频繁的负载。
3.混合投切
实际上就是静态与动态补偿的混合，一部分电容器组使用接触器投切，而另一部分电容器组使用电力半导体器件。这种方式在一定程度上可做到优势互补，比起单一的投切方式拓宽了应用范围，节能效果更好。
但是由于并联到线路上进行无功补偿的电容器对谐波会有放大作用，使得系统电压及电流的畸变更加严重。另外，谐波电流叠加在电容器的基波电流上，会使电容器的电流有效值增加，造成温度升高，减少电容器的使用寿命。为了解决此问题，在工程实践中补偿装置制作厂家常会在电容器端串联适宜的调谐电抗，或针对负载特性研讨加装谐波改善装置。
五、结论
综上所述，采用无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的节能措施。并联补偿电容器原理简单、使用方便、运行经济、投资省、可以分组投切保证电压合格率和合理的功率因数。
参考文献：
[1]主编：孟祥忠，《现代供电技术》，清华大学出版社，2006年第一版
[2]作者：王兆安、杨君、刘进军、王跃《谐波控制和无功功率补偿》，机械工业出版社