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提高功率因数进行无功功率补偿有什么意义?无功补偿有哪些方法?
发布时间：
2020-01-04
来源：
一、功率因数和无功功率补偿
工厂中绝大多数用电设备，如感应电动机、电力变压器、电焊机以及交流接触器等，他们都要从电网吸收大量无功电流来产生交变磁场。
功率因数是反映在有功功率一定的条件下，取用无功功率的多少；如果取用的无功功率越多，则功率因数越低。
功率因数是衡量供配电系统是否经济运行的一个重要指标。
二、功率因数对供配电系统的影响
所有具有电感特性的用电设备都需要从供配电系统中吸收无功功率,从而降低功率因数.功率因数太低将会给供配电系统带来很多不良影响。
■ 总电流增加：在传送同样有功功率的情况下，功率因数降低会使总电流增加，使供配电系统中的变压器、断路器、导线等容量增大。系统内部的启动控制设备、测量仪器、仪表等规格要求增大，从而投资费用增加。
■ 电能损耗增加：△P=3I²R，可知，电流的增加会使有功损耗增加，从而电能损耗增加。
■ 电压损失增大：功率因数越低，电压损失越大，从而影响供电质量。
■ 供电设备利用率降低：功率因数降低使总电流增加。供电设备的温升会超过规定范围。为控制设备温升，工作电流也受到控制。在功率因数降低后，不得不降低输送的有功功率P来控制电流I的值，这样就降低了供电设备的供电能力。
正是由于功率因数在供配电系统中影响很大，所以要求电力用户的功率因数需达到一定的值，不能太低，太低就必须进行补偿。
三、提高自然功率因数
■ 合理选择电动机的规格、型号。
笼型电动机的功率因数比绕线式电动机的功率因数高 开启式和封闭式的电动机比密闭式的功率因数高 异步电动机要向电网吸收无功，同步电动机则向电网送出无功。
■ 防止电动机空载运行。
装设空载自停装置，或降压运行等(如将电机的定子绕组由三角形接线改为星形接线；或由自耦变压器、电抗器、调压器实现降压)。
■ 合理选择变压器的容量。
变压器轻载是功率因数会降低，满载时有功损耗回增加。
■ 交流接触器的节电运行。
晶闸管开关不需要无功功率，开关速度远比交流接触器快。可将交流接触器改为直流运行或使其无电压运行。
四、人工补偿功率因数
工厂企业的功率因数仅仅靠提高自然功率因数一般是不能满足要求的，因此，还必须进行人工补偿。
■ 并联电容器人工补偿。即采用并联电力电容器的方法来补偿无功功率，从而提高功率因数。因其具有下列优点，所以这是目前工厂、企业内广泛采用的一种补偿装置。
1.有功损耗小，约为0.25%～0.5%，而同步调相机约为1.5%～3%。
2. 无旋转部分，运行维护方便。
3.可按系统需要，增加或减少安装容量和改变安装地点。
4.个别电容器损坏不影响整个装置运行。
5.短路时，同步调相机增加短路电流，增大了用户开关的断流容量，电容器无此缺点。
当然，该补偿方法也存在缺点，如只能有级调节，而不能随无功变化进行平滑的自动调节，当通风不良或运行温度过高时，易发生漏油、鼓肚、爆炸等故障。
■ 同步电动机补偿。选用同步电动机，通过改变励磁电流来调节和改善供配电系统的功率因数。
■ 动态无功功率补偿。一般并联电容器的自动切换装置响应太慢，无法满足要求，因此必须采用大容量，高速的动态无功功率补偿装置。
五、并联电容器的接线
并联补偿的电力电容器大多采用三角形(△形)接线，对于低压(0.5KV以下)并联电容器，因为大多是做成三相的，故其内部已接成三角形。
假设有电容为C的三个单相电容器，如果其额定电压与三相网络的额定电压相同时，应将电容器接成三角形；如果电容器的额定电压低于三相网络额定电压时，应将电容器接成星形(Y形)。
同样的电容器，按三角形接线时其补偿容量将是星形接线的3倍。这是并联电容器采用三角形接线的一个优点。另外电容器采用三角形接线时，任一电容器断线，三相线路仍得到无功补偿；而采用星形接线时，一相电容断线时，断线相将失去无功补偿。
但是，当电容器采用三角形接线时，任一电容器击穿短路时，将造成三相线路的两相短路短路电流很大，有可能引起电容器爆炸。这对高压电容器特别危险。
即当电容器采用星形接线时，在其中的一相电容器发生击穿短路时，其短路电流仅为正常工作电流的3倍，运行相对比较安全。
所以GB50053-94《10KV及以下变电所设计规范》规定：高压电容器组宜接成中性点不接地星形，容量较小时(450kvar及以下)宜接成三角形。低压电容器组应接成三角形。
六、并联电容器的装设地点
并联电力电容器在工厂供配电系统中的装设位置有三种，即高压集中补偿、低压集中补偿和单独就地补偿。
■ 高压集中补偿。
高压集中补偿是指将高压电容器组集中装设在工厂变电所的6KV～10KV母线上。
该补偿方式只能补偿总降压变电所的6KV～10KV母线前供配电系统中的无功功率，而无法补偿企业内部供配电系统中的无功功率，因此补偿范围最小，经济效果较后两种补偿方式差。
但由于装设集中、运行条件较好、维护管理方便、投资较少，且总降压变电站6KV～10KV母线停电机会少，因此电容器利用率高。
■ 低压集中补偿。
该补偿方式只能补偿车间变电所低压母线前车间变电所和高压配电线路及电力系统的无功功率，对车间变电所低压母线后的设备则不起补偿作用。
■ 单独就地补偿。
该补偿方式能补偿安装部位以前的所有设备，因此补偿最大，效果最好。但投资较大，而且如果被补偿的设备停止运行的话，电容器组也被切除。利用率低。
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