無功補償的意義和原理

文章摘要：配電網中負荷無論是工業負荷還是民用負荷，大部分是感性負荷。它們運行時需從電網吸收大量無功功率，致使電網功率因數、電能質量降低，電網技術損耗電能增加。電網中安裝并聯電容器補償裝置后，它可以減少電源向感性負荷經由輸電線路輸送的無功功率。由于減少

配電網中負荷無論是工業負荷還是民用負荷，大部分是感性負荷。它們運行時需從電網吸收大量無功功率，致使電網功率因數、電能質量降低，電網"技術損耗電能"增加。電網中安裝并聯電容器補償裝置后，它可以減少電源向感性負荷經由輸電線路輸送的無功功率。由于減少了無功功率在電網中的流動，故可以降低輸電線路和變壓器因輸送無功功率而造成的電能損耗，從而提高電網功率因數、減少線損、電能質量得到明顯改善。
     電網中感性負荷等效電路可看作電阻R和電感L串聯的電路，功率因數          式中。
   將R、L串聯電路與電容C并聯之后，電路如圖1-a所示，該電路電流方程為：  

圖1 并聯電容補償無功功率的電路和向量圖
a）補償電路   b）相量圖（欠補償）   c）相量圖（過補償）
    由圖1-b的相量圖可知，并聯電容后，電壓與的相位差變小，即供電回路的功率因數提高了。此時供電電流的相位滯后電壓，這種情況稱欠補償；若電容C的容量過大，使供電電流的相位超前于電壓，這種情況稱為過補償，其向量圖如1-c所示。這會引起變壓器二次側電壓抬升；電容器溫升升高，電容器本身的功率損耗增大，電容器使用壽命縮短；容性無功在線路上傳輸也會增加電能損耗。故此種情況應避免。


無功補償裝置結構和主電路:補償裝置主要由柜體、控制器、空氣開關、避雷器、電容器、熔斷器和復合開關等組成。其主電路圖如下（方框內部是補償裝置主電路；方框外部是低壓配電網）： 圖2 無功補償裝置主電路

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