電力系統(tǒng)為什么要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償？如何補(bǔ)償？

1、什么是無(wú)功功率？對(duì)無(wú)功功率的認(rèn)識(shí)。

答：無(wú)功功率是一交換功率的幅值，反映了內(nèi)部與外部交換能量的能力大小，即電源與電感與電容之間能量交換的最大值。

（1） 電力網(wǎng)在運(yùn)行時(shí)，電源供給的無(wú)功功率是用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)，進(jìn)行能量的交換的，它為能量的輸送、轉(zhuǎn)換創(chuàng)造了必須的條件。沒(méi)有它，變壓器就不能變壓和輸送電能，沒(méi)有它，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就建立不起來(lái)，電動(dòng)機(jī)就旋轉(zhuǎn)。

（2） 由于無(wú)功電力不直接做實(shí)際消耗之功，他僅完成電磁能量的相互轉(zhuǎn)換，反映出交流電流電路中的電感、電容和電源之間進(jìn)行能量交換的規(guī)模，因而也就不消耗燃料或水能。

（3） 無(wú)功功率和有功功率是密切相關(guān)的，輸送有功電力時(shí)需要消耗無(wú)功功率，輸送無(wú)功功率時(shí)需要消耗有功功率，無(wú)功功率和有功功率都是通過(guò)電流傳輸?shù)?，?dǎo)體中的電流成分既包括無(wú)功成分，也包括有功成分。這個(gè)電流通過(guò)導(dǎo)體的電阻和電抗時(shí)，就會(huì)造成無(wú)功損耗和有功損耗，還會(huì)造成電壓降落，直接影響電力網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。

（4） 電力系統(tǒng)中的無(wú)功損耗包括變壓器的無(wú)功損耗：勵(lì)磁損耗和繞組中的損耗，以及電力線(xiàn)路的無(wú)功損耗：并聯(lián)電納和串聯(lián)電抗。

2、電力網(wǎng)中為什么要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償？

答：在電力系統(tǒng)中，如變壓器、電動(dòng)機(jī)等許多工作時(shí)需要?jiǎng)?lì)磁的設(shè)備都需要從電力系統(tǒng)中吸收感性無(wú)功功率來(lái)勵(lì)磁工作的，還有輸電線(xiàn)路具有分布電容，在電壓下將產(chǎn)生容性無(wú)功功率，也就是說(shuō)線(xiàn)路要吸收感性無(wú)功。在電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)是唯一的有功電源，也是為基本的無(wú)功電源。如果我們只依靠發(fā)電機(jī)來(lái)提供無(wú)功功率的話(huà)，電力系統(tǒng)中之間由于無(wú)功功率不斷地來(lái)回地交換會(huì)引起發(fā)電、輸電及供配電設(shè)備上的電壓損耗及功率損失，況且發(fā)電機(jī)發(fā)出的所有功率等于有功功率與無(wú)功功率的矢量和，提供的無(wú)功功率多時(shí)，提供的有功功率就少了，這種運(yùn)行方式也是很不經(jīng)濟(jì)的。假如系統(tǒng)會(huì)用這種方式運(yùn)行，由于各種變壓器、電動(dòng)機(jī)等感性無(wú)功負(fù)荷離發(fā)電機(jī)太遠(yuǎn)，無(wú)功功率不斷地在這些點(diǎn)之間來(lái)回地進(jìn)行流動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)損增大此時(shí)還會(huì)增加發(fā)電機(jī)、變壓器及其他電器設(shè)備和導(dǎo)線(xiàn)的容量，還會(huì)使用戶(hù)選擇控制、測(cè)量的規(guī)格加大。何況上述運(yùn)行方式下，提供的無(wú)功功率是很有限的，對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)我功功率的需求是很大的。當(dāng)無(wú)功功率不足時(shí)，會(huì)使線(xiàn)路及變壓器的壓降增大，如果是沖擊性無(wú)功功率負(fù)載，會(huì)產(chǎn)生電壓劇烈波動(dòng)，使供電質(zhì)量嚴(yán)重降低。比如電弧爐、軋鋼機(jī)等設(shè)備會(huì)頻繁的無(wú)功功率沖擊，會(huì)使電網(wǎng)電壓劇烈波動(dòng)，甚至是同一電網(wǎng)上的用戶(hù)無(wú)法正常工作。當(dāng)電壓降落時(shí)，會(huì)對(duì)許多設(shè)備的使用產(chǎn)生不良影響。比如降落過(guò)多，電動(dòng)機(jī)可能停止運(yùn)轉(zhuǎn)，或不能啟動(dòng)。電壓降低，電動(dòng)機(jī)電流將顯著增大，繞組溫度升高，嚴(yán)重情況下會(huì)使電動(dòng)機(jī)燒毀。

3、如何進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償？

答：電容電路與電感電路相似，在電容元件與電源之間也有無(wú)功功率在進(jìn)行交換，只是時(shí)間上差半個(gè)周期，即當(dāng)電感電路從電源吸收能量的半個(gè)周期，恰為電容放電過(guò)程，另半個(gè)周期則是電感元件向電源送還能量，而電容電路恰為充電過(guò)程。將電容與電感并聯(lián)起來(lái)，電容元件就可以取代電源，與電感進(jìn)行這部分無(wú)功功率的交換。交流電源是必須有的，它是提供有功功率的。其實(shí)無(wú)功功率也是很難做到完全補(bǔ)償?shù)摹?/p>

注釋?zhuān)航^大部分電氣設(shè)備的等效電路可看作電阻R與電感L串聯(lián)的電路。

4、電力網(wǎng)采取的無(wú)功補(bǔ)償方式都有哪些？

答：電力網(wǎng)常用的無(wú)功補(bǔ)償方式包括：集中補(bǔ)償方式、分散就地補(bǔ)償方式和單機(jī)就地補(bǔ)償方式。

a) 將補(bǔ)償電容器直接接在變電所的高壓或低壓母線(xiàn)上，對(duì)該變電所供電范圍內(nèi)的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，成為集中補(bǔ)償方式。

電容器集中裝設(shè)在企業(yè)或地方總降壓變電所的6~10kV母線(xiàn)上，用來(lái)提高整個(gè)變電所的功率因數(shù)，使該變電所的供電范圍內(nèi)無(wú)功功率基本平衡?？梢詼p少高壓線(xiàn)路的無(wú)功損耗，而且能夠提高本變電所的供電電壓質(zhì)量。

b) 將電容器接在車(chē)間動(dòng)力箱母線(xiàn)上，對(duì)附近的電動(dòng)機(jī)等無(wú)功負(fù)荷進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，相對(duì)于在總配電房的集中補(bǔ)償而言，稱(chēng)為分散就地補(bǔ)償。

適用于高壓配電裝置或低壓動(dòng)力裝置配電箱附近有比較密集的電動(dòng)機(jī)群。特別適用于低壓4kW及以下的電動(dòng)機(jī)群或相互備用的高壓電動(dòng)機(jī)群。

c) 將電容器置于電動(dòng)機(jī)附近，對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)就地補(bǔ)償，稱(chēng)為單機(jī)就地補(bǔ)償方式。

單機(jī)就地補(bǔ)償方式主要適用于年運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)。