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【摘 要】 本文主要论述了无功补偿柜的作用，分析了提高功率因数的意义，确定无功补偿容量的一般方法。同时，讲述了并联电容器的补偿方式、连接方式等，并结合实无功补偿和并联电容器的应用并没有给出深入的探讨通过实例来讲述线路无功补偿的必要性及意义
【关键词】 率因数；并联电容器；补偿容量
前言：
随着我国经济的快速发展，能源的供需矛盾也日益突出，人们的节能意识也不断提高，电容补偿柜在电子供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。因此配电网络无功补偿的问题对电网的安全性和降损节能有着重要意义，所以电容柜在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。
一、电容补偿柜作用：
用以提高功率因数，调整电网电压，降低线路损耗，充分发挥设备效率，改善供电质量。
二、电容柜工作原理
在工业生产中，用电设备除电阻性负载外，大部分用电设备均属感性用电负载（如日光灯、变压器、马达等用电设备）这些感应负载，使供电电源电压相位发生改变（即电流滞后于电压），因此电压波动大，无功功率增大，浪费大量电能。当功率因数过低时，以致供电电源输出电流过大而出现超负载现象。电容补偿柜内的电脑电容控制系统可解决以上弊端，它可根据用电负荷的变化，而自动设置。电容组数的投入，进行电流补偿，从而减低大量无功电流，使线路电能损耗降到最低程度，提供一个高素质的电力源，从而提高功率因数，调整电网电压，降低线路损耗，充分发挥设备效率，改善供电质量。
三、提高功率因数的意义
如今广泛使用的交流异步电动机，电焊机、电磁铁工频加热器导用点设备都是感性负载。这些感性负载在进行能量转换过程中，使加在其上的电压超前电流一个角度。这个角度的余弦，叫做功率因数，这个电流（既有电阻又有电感的线圈中流过的电流）可分解为与电压相同相位的有功分量和落后于电压90度的无功分量。这个无功分量叫做电感无功电流。需要从电力系统吸取无功功率，架空线路的功率因数均小于1，特别是在空载情况下，功率因数会更低。
当功率因数很低时，也就是无功功率很大时会有以下危害：
1.增长线路电流使线路损耗增大，浪费电能。
2.因线路电流增大，可使电压降低影响设备使用。
3.对变压器而言，无功功率越大，则供电局所收的每度电电费越贵，当功率因数低于0.7时，供电局可拒绝供电。
所以必须在低压侧装设并联补偿电容器用以补偿无功，提高功率因数。
四、电力电容器
无功功率补偿的方法很多，以采用电力电容器或采用具有容性负荷的装置进行补偿比较多。这里，重点介绍电力电容器的补偿方法。
4.1电力电容器的补偿，有两种方法：并联补偿和串联补偿。
4.1.1串联补偿：是把电容器直接串联到高压输电线路上，以改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗。这种补偿方法的电容器称做串联电容器，应用于高压远距离输电线路上，应用比较少。
4.1.2并联补偿：是把电容器直接与被补偿设备并联连接到同一电路上，以提高功率因数。这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器，用电企业都是采用这种补偿方法。
4.2电容器的补偿形式，以无功就地平衡为原则。
并联电容器组的基本接线分为星形和三角形两种，当单台并联电容器的额定电压不能满足电网正常工作电压要求时，需由两台或多台并联电容器串接后达到电网的工作电压的要求。为达到要求的补偿容量，又需用若干台并联才能组成并联电容器。
4.3并联电容器组的接线方式
电容器接线方式不同，相应的补偿方式也不同。在无功补偿中，线路的补偿电容器组有如下三种接线方式：三角形接法（△接法）、星形接法（Y接法）、三角形和星形相结合接法（△-Y），相应的补偿方式也就分为三相共补、三相分补、三相共补与三相分补相结合的方式。
三角形接线对应于三相共补的方式。如图1所示。传统的低压补偿大都是采用三相共补的方式，根据控制器统一采样，各相投入相同的补偿容量。这种补偿方式适用于三相负载基本平衡、各相负载的功率因数相近的网络。
星形接线对应于三相分补方式。三相分补方式就是各相分别取样，按照需要分别投入不同的补偿容量。此种方法适用于各相负载相差较大，其功率因数值也有较大差别的场合。与三相共补不同的是：控制器分相进行工作，互不影响。当然，其价格高于三相共补的装置，一般要贵20%～30%。
三角形和星形相结合接线对应于三相共补与三相分补相结合的方式。三相共补部分的电容器为△接线，三相分补部分的电容器为Y接线。采用此种接线方式的补偿装电容补偿有三相共补和三相分补两类，目前低压上普遍采用三相共补方式。
五、补偿容量的选择
已知负荷有功功率P30，补偿前功率因数COSθ’，需提高功率因数到COSθ，所需电容器的容量Q30
由图2可知，无功功率补偿容量应为：
△qc表示要使1kW的有功功率由COSθ提高到COSθˊ所需的无功功率补偿值。
人工补偿设备最常的为并联电容器。在确定了补偿容量后，就可根据选定的并联电容器的单个容量qc来确定电容器的各数
n=QC/qc（qc为单个电容器的额定容量）
由上式计算出所得的电容器个数n。对单项电容器来说，应取3的倍数，以便三相均衡分配。
六、无功功率补偿后工厂计算负荷的确定
工厂（车间）装设了无功功率补偿设备后，在确定补偿设备装设地点前的总计算负荷时，应扣除无功功率补偿容量。因此补偿后总的无功功率计算负荷为：
根据设计任务：某供电所在电网高峰负荷时的功率因数为0.75，使得电源设备的容量不能充分利用，功率损失增加。为了解决这些问题，必须进行功率因数补偿。线路的电压为三相380V，有功计算负荷在540kW左右，无功计算负荷在730kvar左右，变压器一台10/0.4kV的低压损耗变压器。
（一）根据设计要求得：补偿前低压变电所低压侧的视在功率为：
（二）低压侧的无功补偿容量为：
（三）补偿后高压侧的计算负荷、变压器容量、功率因数、低压侧的视在功率为：
七、结束语
本文主要论述了无功补偿柜的作用，分析了提高功率因數的意义，确定无功补偿容量的一般方法。同时，讲述了并联电容器的补偿方式、连接方式等，并结合实无功补偿和并联电容器的应用并没有给出深入的探讨，并由案例可看出工厂（车间）装设了无功功率补偿设备后不但可以提高功率因数，节约有功电量，降低线路损耗和变压器损耗，减少运行成本，可看出，并联电容补偿柜的经济效益可观，是低压配电系统中不可缺少的重要成员。
参考文献：
[1]郑传荣；自动控制补偿电容器柜的工作原理及应用；农业科技与装备；2009（3）
[2]裘永卫；低压无功补偿配置方案；江苏电器；2004（98）
[3]黄哗；无功补偿原理及应用分析；矿山机械；2001（11）
【关键词】 率因数；并联电容器；补偿容量
前言：
随着我国经济的快速发展，能源的供需矛盾也日益突出，人们的节能意识也不断提高，电容补偿柜在电子供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。因此配电网络无功补偿的问题对电网的安全性和降损节能有着重要意义，所以电容柜在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。
一、电容补偿柜作用：
用以提高功率因数，调整电网电压，降低线路损耗，充分发挥设备效率，改善供电质量。
二、电容柜工作原理
在工业生产中，用电设备除电阻性负载外，大部分用电设备均属感性用电负载（如日光灯、变压器、马达等用电设备）这些感应负载，使供电电源电压相位发生改变（即电流滞后于电压），因此电压波动大，无功功率增大，浪费大量电能。当功率因数过低时，以致供电电源输出电流过大而出现超负载现象。电容补偿柜内的电脑电容控制系统可解决以上弊端，它可根据用电负荷的变化，而自动设置。电容组数的投入，进行电流补偿，从而减低大量无功电流，使线路电能损耗降到最低程度，提供一个高素质的电力源，从而提高功率因数，调整电网电压，降低线路损耗，充分发挥设备效率，改善供电质量。
三、提高功率因数的意义
如今广泛使用的交流异步电动机，电焊机、电磁铁工频加热器导用点设备都是感性负载。这些感性负载在进行能量转换过程中，使加在其上的电压超前电流一个角度。这个角度的余弦，叫做功率因数，这个电流（既有电阻又有电感的线圈中流过的电流）可分解为与电压相同相位的有功分量和落后于电压90度的无功分量。这个无功分量叫做电感无功电流。需要从电力系统吸取无功功率，架空线路的功率因数均小于1，特别是在空载情况下，功率因数会更低。
当功率因数很低时，也就是无功功率很大时会有以下危害：
1.增长线路电流使线路损耗增大，浪费电能。
2.因线路电流增大，可使电压降低影响设备使用。
3.对变压器而言，无功功率越大，则供电局所收的每度电电费越贵，当功率因数低于0.7时，供电局可拒绝供电。
所以必须在低压侧装设并联补偿电容器用以补偿无功，提高功率因数。
四、电力电容器
无功功率补偿的方法很多，以采用电力电容器或采用具有容性负荷的装置进行补偿比较多。这里，重点介绍电力电容器的补偿方法。
4.1电力电容器的补偿，有两种方法：并联补偿和串联补偿。
4.1.1串联补偿：是把电容器直接串联到高压输电线路上，以改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗。这种补偿方法的电容器称做串联电容器，应用于高压远距离输电线路上，应用比较少。
4.1.2并联补偿：是把电容器直接与被补偿设备并联连接到同一电路上，以提高功率因数。这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器，用电企业都是采用这种补偿方法。
4.2电容器的补偿形式，以无功就地平衡为原则。
并联电容器组的基本接线分为星形和三角形两种，当单台并联电容器的额定电压不能满足电网正常工作电压要求时，需由两台或多台并联电容器串接后达到电网的工作电压的要求。为达到要求的补偿容量，又需用若干台并联才能组成并联电容器。
4.3并联电容器组的接线方式
电容器接线方式不同，相应的补偿方式也不同。在无功补偿中，线路的补偿电容器组有如下三种接线方式：三角形接法（△接法）、星形接法（Y接法）、三角形和星形相结合接法（△-Y），相应的补偿方式也就分为三相共补、三相分补、三相共补与三相分补相结合的方式。
三角形接线对应于三相共补的方式。如图1所示。传统的低压补偿大都是采用三相共补的方式，根据控制器统一采样，各相投入相同的补偿容量。这种补偿方式适用于三相负载基本平衡、各相负载的功率因数相近的网络。
星形接线对应于三相分补方式。三相分补方式就是各相分别取样，按照需要分别投入不同的补偿容量。此种方法适用于各相负载相差较大，其功率因数值也有较大差别的场合。与三相共补不同的是：控制器分相进行工作，互不影响。当然，其价格高于三相共补的装置，一般要贵20%～30%。
三角形和星形相结合接线对应于三相共补与三相分补相结合的方式。三相共补部分的电容器为△接线，三相分补部分的电容器为Y接线。采用此种接线方式的补偿装电容补偿有三相共补和三相分补两类，目前低压上普遍采用三相共补方式。
五、补偿容量的选择
已知负荷有功功率P30，补偿前功率因数COSθ’，需提高功率因数到COSθ，所需电容器的容量Q30
由图2可知，无功功率补偿容量应为：
△qc表示要使1kW的有功功率由COSθ提高到COSθˊ所需的无功功率补偿值。
人工补偿设备最常的为并联电容器。在确定了补偿容量后，就可根据选定的并联电容器的单个容量qc来确定电容器的各数
n=QC/qc（qc为单个电容器的额定容量）
由上式计算出所得的电容器个数n。对单项电容器来说，应取3的倍数，以便三相均衡分配。
六、无功功率补偿后工厂计算负荷的确定
工厂（车间）装设了无功功率补偿设备后，在确定补偿设备装设地点前的总计算负荷时，应扣除无功功率补偿容量。因此补偿后总的无功功率计算负荷为：
根据设计任务：某供电所在电网高峰负荷时的功率因数为0.75，使得电源设备的容量不能充分利用，功率损失增加。为了解决这些问题，必须进行功率因数补偿。线路的电压为三相380V，有功计算负荷在540kW左右，无功计算负荷在730kvar左右，变压器一台10/0.4kV的低压损耗变压器。
（一）根据设计要求得：补偿前低压变电所低压侧的视在功率为：
（二）低压侧的无功补偿容量为：
（三）补偿后高压侧的计算负荷、变压器容量、功率因数、低压侧的视在功率为：
七、结束语
本文主要论述了无功补偿柜的作用，分析了提高功率因數的意义，确定无功补偿容量的一般方法。同时，讲述了并联电容器的补偿方式、连接方式等，并结合实无功补偿和并联电容器的应用并没有给出深入的探讨，并由案例可看出工厂（车间）装设了无功功率补偿设备后不但可以提高功率因数，节约有功电量，降低线路损耗和变压器损耗，减少运行成本，可看出，并联电容补偿柜的经济效益可观，是低压配电系统中不可缺少的重要成员。
参考文献：
[1]郑传荣；自动控制补偿电容器柜的工作原理及应用；农业科技与装备；2009（3）
[2]裘永卫；低压无功补偿配置方案；江苏电器；2004（98）
[3]黄哗；无功补偿原理及应用分析；矿山机械；2001（11）