電力系統(tǒng)無(wú)功分析

袁洋

摘 要：電力系統(tǒng)無(wú)功在電能傳輸、維持電網(wǎng)電壓起著至關(guān)重要的作用，但同時(shí)系統(tǒng)傳輸較多的無(wú)功會(huì)較低變壓器的利用率，也會(huì)減小電網(wǎng)的傳輸能力，因此電力系統(tǒng)無(wú)功的平衡就顯得尤為突出，對(duì)無(wú)功需求較大的地區(qū)進(jìn)行合理的無(wú)功補(bǔ)償也是在電網(wǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展應(yīng)該合理考慮的重要問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 無(wú)功 功率因素 無(wú)功補(bǔ)償

中圖分類(lèi)號(hào)：TM743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（c）-0087-01

在電網(wǎng)中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種：一種是有功功率，另一種是無(wú)功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量如：機(jī)械能、光能、熱能等，這些能量我們能夠以視覺(jué)或觸覺(jué)感覺(jué)到。無(wú)功功率比較抽象，是我們無(wú)法憑視覺(jué)或觸覺(jué)發(fā)覺(jué)得，電網(wǎng)中電力設(shè)備大多是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，他們?cè)谀芰哭D(zhuǎn)換過(guò)程中建立交變的磁場(chǎng)，在一個(gè)周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等。電源能量在通過(guò)純電感或純電容電路時(shí)并沒(méi)有能量消耗，僅在負(fù)荷與電源之間往復(fù)交換，在三相之間流動(dòng)，由于這種交換功率不對(duì)外做功，因此稱(chēng)為無(wú)功功率。

無(wú)功功率決不是無(wú)用功率，它的用處很大。電動(dòng)機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是靠從電源取得無(wú)功功率建立的。變壓器也同樣需要無(wú)功功率，才能使變壓器的一次線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在二次線(xiàn)圈感應(yīng)出電壓。因此，沒(méi)有無(wú)功功率，變壓器也不能變壓，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，交流接觸器不會(huì)吸合。由此可見(jiàn)無(wú)功并不是無(wú)用之功。為了保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，無(wú)功必不可少，在電網(wǎng)的能量傳輸中，必須考慮無(wú)功的傳輸。但是系統(tǒng)中過(guò)多的考慮無(wú)功的輸送，必定會(huì)減少有功的傳輸，這就制約負(fù)荷端對(duì)有功的需求，降低了對(duì)電網(wǎng)、變壓器的利用率這也不是電網(wǎng)發(fā)展追求的目的。輸送過(guò)多無(wú)功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生的不良影響，主要表現(xiàn)在：

（1）視在功率一定時(shí)，增加無(wú)功功率就要降低輸、變電設(shè)備的供電能力。

（2）降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。

（3）電網(wǎng)內(nèi)過(guò)多無(wú)功功率的流動(dòng)會(huì)造成線(xiàn)路電壓損失增大和電能損耗的增加。

（4）當(dāng)無(wú)功缺額情況嚴(yán)重時(shí)，用戶(hù)將竭力調(diào)用大容量用電設(shè)備，使功率因數(shù)進(jìn)一步降低，系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷愈加愈大，電壓水平更低，形成惡性循環(huán)，最后造成電壓崩潰，系統(tǒng)瓦解而大面積停電。

由上可見(jiàn)電力系統(tǒng)發(fā)送過(guò)多的無(wú)功而帶來(lái)的不足。如果電力系統(tǒng)只發(fā)送有功，那么系統(tǒng)中的變壓器由于缺少無(wú)功就無(wú)法正常進(jìn)行變配電。所以發(fā)電機(jī)必須保證線(xiàn)路的無(wú)功損耗和變壓器的最小無(wú)功需要。那么負(fù)荷所需要的無(wú)功從哪里來(lái)，考慮到上面講述的內(nèi)容，我們?cè)谳旊姷倪^(guò)程中要盡可能的減少無(wú)功輸送，從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線(xiàn)供給的無(wú)功功率，一般滿(mǎn)足不了負(fù)荷的需要，對(duì)于負(fù)荷側(cè)無(wú)功需求我們可以考慮通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率損耗、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長(zhǎng)距離輸電中提高輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負(fù)載的有功和無(wú)功功率。進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)木唧w作用表現(xiàn)如下：

（1）提高電壓質(zhì)量

把線(xiàn)路中電流分為有功電流Ia和無(wú)功電流Ir，則線(xiàn)路中的電壓損失：

式中： P—有功功率，kW Q—無(wú)功功率，kvar

U—額定電壓，kV R—線(xiàn)路總電阻，Ω

Xl—線(xiàn)路感抗，Ω

因此，提高功率因數(shù)后可減少線(xiàn)路上傳輸?shù)臒o(wú)功功率Q，若保持有功功率不變，而R、Xl均為定值，無(wú)功功率Q越小，電壓損失越小，從而提高了電壓質(zhì)量。

（2）提高變壓器的利用率，減少投資

功率因數(shù)由cosφ1提高到cosφ2提高變壓器利用率為：

由此可見(jiàn)，補(bǔ)償后變壓器的利用率比補(bǔ)償前提高ΔS%，可以帶更多的負(fù)荷，減少了輸變電設(shè)備的投資。

（3）減少用戶(hù)電費(fèi)支出

①可避免因功率因數(shù)低于規(guī)定值而受罰。

②可減少用戶(hù)內(nèi)部因傳輸和分配無(wú)功功率造成的有功功率損耗，電費(fèi)可相應(yīng)降低。

（4）提高電力網(wǎng)傳輸能力

有功功率與視在功率的關(guān)系式為：P=Scosφ。可見(jiàn)，在傳輸一定有功功率的條件下，功率因數(shù)越高，需要電網(wǎng)傳輸?shù)墓β试叫　?/p>

在電網(wǎng)中影響功率因素變化的因素如此之多，所以要想維持電網(wǎng)中功率因素的穩(wěn)定絕非易事，這就需要在電網(wǎng)中無(wú)功消耗多的用電設(shè)備加上無(wú)功補(bǔ)償裝置，無(wú)功補(bǔ)償通常采用的方法主要有3種：低壓集中補(bǔ)償、低壓個(gè)別補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償。下面簡(jiǎn)單介紹這3種補(bǔ)償方式的適用范圍及使用該種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）低壓集中補(bǔ)償，低壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)接在配電變壓器低壓母線(xiàn)側(cè)，以無(wú)功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線(xiàn)上的無(wú)功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。低壓集中補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，使無(wú)功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無(wú)功補(bǔ)償中常用的手段之一。

（2）低壓個(gè)別補(bǔ)償：，低壓個(gè)別補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無(wú)功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過(guò)控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且連續(xù)運(yùn)行（如大中型異步電動(dòng)機(jī)）的無(wú)功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無(wú)功為主。低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出，因此不會(huì)造成無(wú)功倒送。具有投資少、安裝容易、占位小、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。

（3）高壓集中補(bǔ)償，高壓集中補(bǔ)償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10 kV高壓母線(xiàn)上的補(bǔ)償方式。適用于用戶(hù)遠(yuǎn)離變電所或在供電線(xiàn)路的末端，用戶(hù)本身又有一定的高壓負(fù)荷時(shí)，可以減少對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)功的消耗并可以起到一定的補(bǔ)償作用；補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，從而合理地提高了用戶(hù)的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)的增加。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù)，補(bǔ)償效益高。

電力系統(tǒng)中無(wú)功平衡是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，無(wú)功過(guò)低或過(guò)高都會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成影響，因此，無(wú)功深入分析是一項(xiàng)很重要的工作，也是這篇文章意義所在。

參考文獻(xiàn)

[1] 李梅蘭，盧文鵬.電力系統(tǒng)分析[M].中國(guó)電力出版社，2010.

[2] 李宏仲.地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償與電壓無(wú)功控制[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012.endprint

摘 要：電力系統(tǒng)無(wú)功在電能傳輸、維持電網(wǎng)電壓起著至關(guān)重要的作用，但同時(shí)系統(tǒng)傳輸較多的無(wú)功會(huì)較低變壓器的利用率，也會(huì)減小電網(wǎng)的傳輸能力，因此電力系統(tǒng)無(wú)功的平衡就顯得尤為突出，對(duì)無(wú)功需求較大的地區(qū)進(jìn)行合理的無(wú)功補(bǔ)償也是在電網(wǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展應(yīng)該合理考慮的重要問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 無(wú)功 功率因素 無(wú)功補(bǔ)償

中圖分類(lèi)號(hào)：TM743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（c）-0087-01

在電網(wǎng)中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種：一種是有功功率，另一種是無(wú)功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量如：機(jī)械能、光能、熱能等，這些能量我們能夠以視覺(jué)或觸覺(jué)感覺(jué)到。無(wú)功功率比較抽象，是我們無(wú)法憑視覺(jué)或觸覺(jué)發(fā)覺(jué)得，電網(wǎng)中電力設(shè)備大多是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，他們?cè)谀芰哭D(zhuǎn)換過(guò)程中建立交變的磁場(chǎng)，在一個(gè)周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等。電源能量在通過(guò)純電感或純電容電路時(shí)并沒(méi)有能量消耗，僅在負(fù)荷與電源之間往復(fù)交換，在三相之間流動(dòng)，由于這種交換功率不對(duì)外做功，因此稱(chēng)為無(wú)功功率。

無(wú)功功率決不是無(wú)用功率，它的用處很大。電動(dòng)機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是靠從電源取得無(wú)功功率建立的。變壓器也同樣需要無(wú)功功率，才能使變壓器的一次線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在二次線(xiàn)圈感應(yīng)出電壓。因此，沒(méi)有無(wú)功功率，變壓器也不能變壓，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，交流接觸器不會(huì)吸合。由此可見(jiàn)無(wú)功并不是無(wú)用之功。為了保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，無(wú)功必不可少，在電網(wǎng)的能量傳輸中，必須考慮無(wú)功的傳輸。但是系統(tǒng)中過(guò)多的考慮無(wú)功的輸送，必定會(huì)減少有功的傳輸，這就制約負(fù)荷端對(duì)有功的需求，降低了對(duì)電網(wǎng)、變壓器的利用率這也不是電網(wǎng)發(fā)展追求的目的。輸送過(guò)多無(wú)功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生的不良影響，主要表現(xiàn)在：

（1）視在功率一定時(shí)，增加無(wú)功功率就要降低輸、變電設(shè)備的供電能力。

（2）降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。

（3）電網(wǎng)內(nèi)過(guò)多無(wú)功功率的流動(dòng)會(huì)造成線(xiàn)路電壓損失增大和電能損耗的增加。

（4）當(dāng)無(wú)功缺額情況嚴(yán)重時(shí)，用戶(hù)將竭力調(diào)用大容量用電設(shè)備，使功率因數(shù)進(jìn)一步降低，系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷愈加愈大，電壓水平更低，形成惡性循環(huán)，最后造成電壓崩潰，系統(tǒng)瓦解而大面積停電。

由上可見(jiàn)電力系統(tǒng)發(fā)送過(guò)多的無(wú)功而帶來(lái)的不足。如果電力系統(tǒng)只發(fā)送有功，那么系統(tǒng)中的變壓器由于缺少無(wú)功就無(wú)法正常進(jìn)行變配電。所以發(fā)電機(jī)必須保證線(xiàn)路的無(wú)功損耗和變壓器的最小無(wú)功需要。那么負(fù)荷所需要的無(wú)功從哪里來(lái)，考慮到上面講述的內(nèi)容，我們?cè)谳旊姷倪^(guò)程中要盡可能的減少無(wú)功輸送，從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線(xiàn)供給的無(wú)功功率，一般滿(mǎn)足不了負(fù)荷的需要，對(duì)于負(fù)荷側(cè)無(wú)功需求我們可以考慮通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率損耗、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長(zhǎng)距離輸電中提高輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負(fù)載的有功和無(wú)功功率。進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)木唧w作用表現(xiàn)如下：

（1）提高電壓質(zhì)量

把線(xiàn)路中電流分為有功電流Ia和無(wú)功電流Ir，則線(xiàn)路中的電壓損失：

式中： P—有功功率，kW Q—無(wú)功功率，kvar

U—額定電壓，kV R—線(xiàn)路總電阻，Ω

Xl—線(xiàn)路感抗，Ω

因此，提高功率因數(shù)后可減少線(xiàn)路上傳輸?shù)臒o(wú)功功率Q，若保持有功功率不變，而R、Xl均為定值，無(wú)功功率Q越小，電壓損失越小，從而提高了電壓質(zhì)量。

（2）提高變壓器的利用率，減少投資

功率因數(shù)由cosφ1提高到cosφ2提高變壓器利用率為：

由此可見(jiàn)，補(bǔ)償后變壓器的利用率比補(bǔ)償前提高ΔS%，可以帶更多的負(fù)荷，減少了輸變電設(shè)備的投資。

（3）減少用戶(hù)電費(fèi)支出

①可避免因功率因數(shù)低于規(guī)定值而受罰。

②可減少用戶(hù)內(nèi)部因傳輸和分配無(wú)功功率造成的有功功率損耗，電費(fèi)可相應(yīng)降低。

（4）提高電力網(wǎng)傳輸能力

有功功率與視在功率的關(guān)系式為：P=Scosφ。可見(jiàn)，在傳輸一定有功功率的條件下，功率因數(shù)越高，需要電網(wǎng)傳輸?shù)墓β试叫　?/p>

在電網(wǎng)中影響功率因素變化的因素如此之多，所以要想維持電網(wǎng)中功率因素的穩(wěn)定絕非易事，這就需要在電網(wǎng)中無(wú)功消耗多的用電設(shè)備加上無(wú)功補(bǔ)償裝置，無(wú)功補(bǔ)償通常采用的方法主要有3種：低壓集中補(bǔ)償、低壓個(gè)別補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償。下面簡(jiǎn)單介紹這3種補(bǔ)償方式的適用范圍及使用該種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）低壓集中補(bǔ)償，低壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)接在配電變壓器低壓母線(xiàn)側(cè)，以無(wú)功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線(xiàn)上的無(wú)功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。低壓集中補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，使無(wú)功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無(wú)功補(bǔ)償中常用的手段之一。

（2）低壓個(gè)別補(bǔ)償：，低壓個(gè)別補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無(wú)功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過(guò)控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且連續(xù)運(yùn)行（如大中型異步電動(dòng)機(jī)）的無(wú)功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無(wú)功為主。低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出，因此不會(huì)造成無(wú)功倒送。具有投資少、安裝容易、占位小、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。

（3）高壓集中補(bǔ)償，高壓集中補(bǔ)償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10 kV高壓母線(xiàn)上的補(bǔ)償方式。適用于用戶(hù)遠(yuǎn)離變電所或在供電線(xiàn)路的末端，用戶(hù)本身又有一定的高壓負(fù)荷時(shí)，可以減少對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)功的消耗并可以起到一定的補(bǔ)償作用；補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，從而合理地提高了用戶(hù)的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)的增加。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù)，補(bǔ)償效益高。

電力系統(tǒng)中無(wú)功平衡是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，無(wú)功過(guò)低或過(guò)高都會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成影響，因此，無(wú)功深入分析是一項(xiàng)很重要的工作，也是這篇文章意義所在。

參考文獻(xiàn)

[1] 李梅蘭，盧文鵬.電力系統(tǒng)分析[M].中國(guó)電力出版社，2010.

[2] 李宏仲.地區(qū)電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償與電壓無(wú)功控制[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2012.endprint

摘 要：電力系統(tǒng)無(wú)功在電能傳輸、維持電網(wǎng)電壓起著至關(guān)重要的作用，但同時(shí)系統(tǒng)傳輸較多的無(wú)功會(huì)較低變壓器的利用率，也會(huì)減小電網(wǎng)的傳輸能力，因此電力系統(tǒng)無(wú)功的平衡就顯得尤為突出，對(duì)無(wú)功需求較大的地區(qū)進(jìn)行合理的無(wú)功補(bǔ)償也是在電網(wǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展應(yīng)該合理考慮的重要問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) 無(wú)功 功率因素 無(wú)功補(bǔ)償

中圖分類(lèi)號(hào)：TM743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（c）-0087-01

在電網(wǎng)中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種：一種是有功功率，另一種是無(wú)功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量如：機(jī)械能、光能、熱能等，這些能量我們能夠以視覺(jué)或觸覺(jué)感覺(jué)到。無(wú)功功率比較抽象，是我們無(wú)法憑視覺(jué)或觸覺(jué)發(fā)覺(jué)得，電網(wǎng)中電力設(shè)備大多是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，他們?cè)谀芰哭D(zhuǎn)換過(guò)程中建立交變的磁場(chǎng)，在一個(gè)周期內(nèi)吸收的功率和釋放的功率相等。電源能量在通過(guò)純電感或純電容電路時(shí)并沒(méi)有能量消耗，僅在負(fù)荷與電源之間往復(fù)交換，在三相之間流動(dòng)，由于這種交換功率不對(duì)外做功，因此稱(chēng)為無(wú)功功率。

無(wú)功功率決不是無(wú)用功率，它的用處很大。電動(dòng)機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是靠從電源取得無(wú)功功率建立的。變壓器也同樣需要無(wú)功功率，才能使變壓器的一次線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在二次線(xiàn)圈感應(yīng)出電壓。因此，沒(méi)有無(wú)功功率，變壓器也不能變壓，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，交流接觸器不會(huì)吸合。由此可見(jiàn)無(wú)功并不是無(wú)用之功。為了保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，無(wú)功必不可少，在電網(wǎng)的能量傳輸中，必須考慮無(wú)功的傳輸。但是系統(tǒng)中過(guò)多的考慮無(wú)功的輸送，必定會(huì)減少有功的傳輸，這就制約負(fù)荷端對(duì)有功的需求，降低了對(duì)電網(wǎng)、變壓器的利用率這也不是電網(wǎng)發(fā)展追求的目的。輸送過(guò)多無(wú)功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生的不良影響，主要表現(xiàn)在：

（1）視在功率一定時(shí)，增加無(wú)功功率就要降低輸、變電設(shè)備的供電能力。

（2）降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。

（3）電網(wǎng)內(nèi)過(guò)多無(wú)功功率的流動(dòng)會(huì)造成線(xiàn)路電壓損失增大和電能損耗的增加。

（4）當(dāng)無(wú)功缺額情況嚴(yán)重時(shí)，用戶(hù)將竭力調(diào)用大容量用電設(shè)備，使功率因數(shù)進(jìn)一步降低，系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷愈加愈大，電壓水平更低，形成惡性循環(huán)，最后造成電壓崩潰，系統(tǒng)瓦解而大面積停電。

由上可見(jiàn)電力系統(tǒng)發(fā)送過(guò)多的無(wú)功而帶來(lái)的不足。如果電力系統(tǒng)只發(fā)送有功，那么系統(tǒng)中的變壓器由于缺少無(wú)功就無(wú)法正常進(jìn)行變配電。所以發(fā)電機(jī)必須保證線(xiàn)路的無(wú)功損耗和變壓器的最小無(wú)功需要。那么負(fù)荷所需要的無(wú)功從哪里來(lái)，考慮到上面講述的內(nèi)容，我們?cè)谳旊姷倪^(guò)程中要盡可能的減少無(wú)功輸送，從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線(xiàn)供給的無(wú)功功率，一般滿(mǎn)足不了負(fù)荷的需要，對(duì)于負(fù)荷側(cè)無(wú)功需求我們可以考慮通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率損耗、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長(zhǎng)距離輸電中提高輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負(fù)載的有功和無(wú)功功率。進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)木唧w作用表現(xiàn)如下：

（1）提高電壓質(zhì)量

把線(xiàn)路中電流分為有功電流Ia和無(wú)功電流Ir，則線(xiàn)路中的電壓損失：

式中： P—有功功率，kW Q—無(wú)功功率，kvar

U—額定電壓，kV R—線(xiàn)路總電阻，Ω

Xl—線(xiàn)路感抗，Ω

因此，提高功率因數(shù)后可減少線(xiàn)路上傳輸?shù)臒o(wú)功功率Q，若保持有功功率不變，而R、Xl均為定值，無(wú)功功率Q越小，電壓損失越小，從而提高了電壓質(zhì)量。

（2）提高變壓器的利用率，減少投資

功率因數(shù)由cosφ1提高到cosφ2提高變壓器利用率為：

由此可見(jiàn)，補(bǔ)償后變壓器的利用率比補(bǔ)償前提高ΔS%，可以帶更多的負(fù)荷，減少了輸變電設(shè)備的投資。

（3）減少用戶(hù)電費(fèi)支出

①可避免因功率因數(shù)低于規(guī)定值而受罰。

②可減少用戶(hù)內(nèi)部因傳輸和分配無(wú)功功率造成的有功功率損耗，電費(fèi)可相應(yīng)降低。

（4）提高電力網(wǎng)傳輸能力

有功功率與視在功率的關(guān)系式為：P=Scosφ。可見(jiàn)，在傳輸一定有功功率的條件下，功率因數(shù)越高，需要電網(wǎng)傳輸?shù)墓β试叫　?/p>

在電網(wǎng)中影響功率因素變化的因素如此之多，所以要想維持電網(wǎng)中功率因素的穩(wěn)定絕非易事，這就需要在電網(wǎng)中無(wú)功消耗多的用電設(shè)備加上無(wú)功補(bǔ)償裝置，無(wú)功補(bǔ)償通常采用的方法主要有3種：低壓集中補(bǔ)償、低壓個(gè)別補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償。下面簡(jiǎn)單介紹這3種補(bǔ)償方式的適用范圍及使用該種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）低壓集中補(bǔ)償，低壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)接在配電變壓器低壓母線(xiàn)側(cè)，以無(wú)功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線(xiàn)上的無(wú)功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。低壓集中補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線(xiàn)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，使無(wú)功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無(wú)功補(bǔ)償中常用的手段之一。

（2）低壓個(gè)別補(bǔ)償：，低壓個(gè)別補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無(wú)功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過(guò)控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且連續(xù)運(yùn)行（如大中型異步電動(dòng)機(jī)）的無(wú)功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無(wú)功為主。低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出，因此不會(huì)造成無(wú)功倒送。具有投資少、安裝容易、占位小、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。

（3）高壓集中補(bǔ)償，高壓集中補(bǔ)償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10 kV高壓母線(xiàn)上的補(bǔ)償方式。適用于用戶(hù)遠(yuǎn)離變電所或在供電線(xiàn)路的末端，用戶(hù)本身又有一定的高壓負(fù)荷時(shí)，可以減少對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)功的消耗并可以起到一定的補(bǔ)償作用；補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，從而合理地提高了用戶(hù)的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)的增加。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù)，補(bǔ)償效益高。

電力系統(tǒng)中無(wú)功平衡是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，無(wú)功過(guò)低或過(guò)高都會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成影響，因此，無(wú)功深入分析是一項(xiàng)很重要的工作，也是這篇文章意義所在。

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