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【摘 要】减小供电线路对电流的消耗，节能减排等，作为企业提高经济效益的有效措施。推行无功补偿也能使企业的用电效率有所改善。基于此，本文主要对提高功率因数的无功补偿方法进行了探讨。
【关键词】功率因数；无功补偿方法；提高
推行无功补偿，节约能源必须考虑无功传输过程需要消耗有功的方面。尽管无功补偿会给企业带来更大的经济效益，但在推行无功补偿的过程中需要多方面考虑，例如怎样进行无功补偿才能给企业带来更大的经济效益，节约更多的能源，这就需要在推行无功补偿的过程中，遵循科学的、合理的补偿方法和原则。
１．对功率因数有影响的主要因素
（1）影响功率因数的感性设备。电力变压器和异步电动机为无功功率消耗产生的主要设备。变压器变压过程的完成需要电磁感应，也需要用无功功率建立并维持磁场能量的转换，而变压器额定容量的10%～15%约为变压器变压过程消耗的无功功率。而异步电动机大部分无功功率消耗的主要因素则是由于异步电动机的转子与定子之间存在气体缝隙。（2）当供电的电压超过相关规定规定的供电电压范围时，也会对无功功率的因数有非常大的影响。当额定值小于供电电压时，由于磁路的饱和 ，无功功率的增长速度会迅速加快。当额定值大于供电电压时，电气设备的工作状态将会受到影响。（3）影响功率因数的变频器。高次谐波会在工作状态下的变频器上大量产生，高次谐波的产生不仅威胁到用电设备的耐压能力，同时无功功率也会大量消耗，从而使无功功率因数降低，影响其他用电设备的工作状态。（4）当电流通过输送线路时，产生的电抗作用也是影响无功功率因数的主要因素之一。
2.补偿功率因数的方法
2.1如何选择无功补偿装置的装设位置
单独就地补偿、低压集中补偿、高压集中补偿这三种无功补偿方式，是工厂供电系统无功补偿装置装设的常用的位置。在每个厂房车间或某些用电设备的附近，分散的装设无功补偿装置，这种装设方式叫做单独就地补偿，也被称为个别补偿。这种方式能够在一定程度上弥补变电所的主变压器和安装部位前面的全部高压、低压线路的无功功率。由于这种补偿方式的补偿范围是最大的，效果相对来说较好，也因此单独就地补偿方式的补偿装置需要的投资成本很高，同时当单独就地补偿方式的补偿装置在用电设备的工作状态从工作到停止时，此装置也会被切除。所以它的利用效率较低，这种装置不常用于一些不经常运转而容量较小的用电设备。而经常应用在中频高频电炉等经常运转且容量较大的设备或者应用于荧光灯等容量小、数量较多且需长期稳定工作的设备。
在工作车间内的低压母线上安装无功补偿装置是低压集中补偿。视在功率会因这种补偿方式而减小是由于这种补偿装置能够弥补低压母线前的高压配电线以及前面的电力系统和变压器形成的无功功率，且其补偿区域比较大。因此就可以选择一些量较小的变压器。由于其运行方便，经济实用，这种补偿方式在工厂中得到普遍的应用。
高压集中补偿顾名思义其只适用于高压线路上，因此它只能弥补10 KV母线前的高压线路上的无功功率而对10 KV母线后的无功功率不能进行补偿，所以这种补偿装置只能被安装在10 KV母线上，补偿的经济效果较前两者比较相对差一些。这种补偿方式常用于大中型的工厂，由于此方式前期投资成本较少、便于集中的维护且能够有效地补偿高压侧无功功率等有点。
2.2确定无功补偿的容量
根据功率因数上的标准进行补偿,需要按下式计算:
Qc=P30(tan arccos?准-tan arccos?准)。
该式中:Qc是无功补偿的容量(kvar)；P30是计算的负荷(kW)；cos?准补偿前的功率因数,cos?准为补偿后的功率因数。
单台式电动机补偿,需按下式计算:
Qc=0.9×3UNIO.该式中:UN是电动机额定电压(kV),IO是空载电流(A)。
2.3装置类型
2.3.1并联的移相电容装置
由于其结构简单、技术相当成熟、运作时可靠性非常高且是适用于无功补偿的传统方法等诸多优点, 此装置被国内外的工厂广泛应用。依照负荷性质在投入和切除时可以选择自动或手动这两种工作方式，且在其工作时应尽量避免过补偿情况的出现。这种补偿的缺点和不足是不能形成连续的、线性的补偿且只能分级补偿。此外，某些电容器及一些器件输送电流的线路严重过载而烧毁的原因是电力系统产生的谐波,可能会与系统中所固有的电抗形成并联谐振,导致谐波电流放大引起的。
2.3.2 SVC (静止型无功补偿装置)
再近几年已获得很大发展的SVC已被广泛用于电力系统无功补偿。FC+TCR（固定电容器+晶闸管控制电路控制电抗器）是这种补偿装置的典型代表。TSC（晶闸管投切电容器）也被广泛应用与电力系统，但它不能连续的调节无功功率，只有与TCR配合使用才能连续的调节无功功率。而这种FC+TCR不仅能连续的调节无功功率而且其响应速度还非常快，从而对无功功率达到快速且动态补偿的目的，使功率因数得到提高。
2.3.3 SVG（静止无功发生器)
SVG是一种可以产生超前或滞后电流90°的转换器，也是一种电力电子的无功补偿装置。SVG是借助无功功率的发出来达到无功补偿的目的，不需要大容量的储能元件是SVG与SVC的不同之处。呈现容性时，是SVG向电网供给无功；呈现感性时，则是SVG从电网获取无功。SVG完成电网无功动态的快速补偿可依据电网无功功率的情况，在SVG向电网供应或吸取无功时所成的容性和感性间连续的、快速的调节。但是由于SVG不足以應对不对称的系统，因此使得这种发生器不能充分的发挥形成额定的无功电流的优点，因此致使SVG的应用受到限制。
3.应用的实例分析
某企业的电力无功补偿装置中，两路10kV的高压进线线路被采用，且补偿电容器被安装在配电所内的两段10kV母线上；因为在此电力无功补偿装置中用到了100立方米的空压机，所以需要考虑采用何种设备来作为此补偿装置的动力，并且调整励磁能够使其呈容性，同时也可以作高压无功的补偿装置，采用同步电动机可以实现上述目的；而在采用低压集中补偿的装置则安装厂房车间的变电所内而在铸造车间选择使用能够完成无功功率动态且能够快速补偿的SVC，由于其过于剧烈的负载变化；而为了使工厂中大型的感应电动机有更高的利用率则选择单独就地补偿方式。合理、科学的配合使用这种装置，可以使工厂的功率因数滞后，提高工厂内部车间的功率因数，不仅减小了投资的成本、设备得到更充分地利用也实现了节约能源降低消耗的目的。
4.结语
无功补偿作为提高企业供电网络功率因数和改善电压的有效措施，不仅对电网经济效益的提高，电费支出的降低和能源利用率的提高有显著的效果，而且也响应了国家号召的节能减排，降低能源消耗的政策，同时也在一定程度上提高了企业的经济效益。
【参考文献】
［１］陈小虎.工厂供电技术[M].北京：北京高等教育出版杜，2001
［２］王乙伊.低压配电网无功补偿方式的研究[J].广东电力，2007，(2).
［３］蔡颖新.工厂供电系统无功补偿的分析及应用[J].电气节能与新能源，2007,(8).
［４］周志敏,周纪海,纪爱华.无功补偿电容器配置、运行、维护[M].电子工业出版社出版,2009.
【关键词】功率因数；无功补偿方法；提高
推行无功补偿，节约能源必须考虑无功传输过程需要消耗有功的方面。尽管无功补偿会给企业带来更大的经济效益，但在推行无功补偿的过程中需要多方面考虑，例如怎样进行无功补偿才能给企业带来更大的经济效益，节约更多的能源，这就需要在推行无功补偿的过程中，遵循科学的、合理的补偿方法和原则。
１．对功率因数有影响的主要因素
（1）影响功率因数的感性设备。电力变压器和异步电动机为无功功率消耗产生的主要设备。变压器变压过程的完成需要电磁感应，也需要用无功功率建立并维持磁场能量的转换，而变压器额定容量的10%～15%约为变压器变压过程消耗的无功功率。而异步电动机大部分无功功率消耗的主要因素则是由于异步电动机的转子与定子之间存在气体缝隙。（2）当供电的电压超过相关规定规定的供电电压范围时，也会对无功功率的因数有非常大的影响。当额定值小于供电电压时，由于磁路的饱和 ，无功功率的增长速度会迅速加快。当额定值大于供电电压时，电气设备的工作状态将会受到影响。（3）影响功率因数的变频器。高次谐波会在工作状态下的变频器上大量产生，高次谐波的产生不仅威胁到用电设备的耐压能力，同时无功功率也会大量消耗，从而使无功功率因数降低，影响其他用电设备的工作状态。（4）当电流通过输送线路时，产生的电抗作用也是影响无功功率因数的主要因素之一。
2.补偿功率因数的方法
2.1如何选择无功补偿装置的装设位置
单独就地补偿、低压集中补偿、高压集中补偿这三种无功补偿方式，是工厂供电系统无功补偿装置装设的常用的位置。在每个厂房车间或某些用电设备的附近，分散的装设无功补偿装置，这种装设方式叫做单独就地补偿，也被称为个别补偿。这种方式能够在一定程度上弥补变电所的主变压器和安装部位前面的全部高压、低压线路的无功功率。由于这种补偿方式的补偿范围是最大的，效果相对来说较好，也因此单独就地补偿方式的补偿装置需要的投资成本很高，同时当单独就地补偿方式的补偿装置在用电设备的工作状态从工作到停止时，此装置也会被切除。所以它的利用效率较低，这种装置不常用于一些不经常运转而容量较小的用电设备。而经常应用在中频高频电炉等经常运转且容量较大的设备或者应用于荧光灯等容量小、数量较多且需长期稳定工作的设备。
在工作车间内的低压母线上安装无功补偿装置是低压集中补偿。视在功率会因这种补偿方式而减小是由于这种补偿装置能够弥补低压母线前的高压配电线以及前面的电力系统和变压器形成的无功功率，且其补偿区域比较大。因此就可以选择一些量较小的变压器。由于其运行方便，经济实用，这种补偿方式在工厂中得到普遍的应用。
高压集中补偿顾名思义其只适用于高压线路上，因此它只能弥补10 KV母线前的高压线路上的无功功率而对10 KV母线后的无功功率不能进行补偿，所以这种补偿装置只能被安装在10 KV母线上，补偿的经济效果较前两者比较相对差一些。这种补偿方式常用于大中型的工厂，由于此方式前期投资成本较少、便于集中的维护且能够有效地补偿高压侧无功功率等有点。
2.2确定无功补偿的容量
根据功率因数上的标准进行补偿,需要按下式计算:
Qc=P30(tan arccos?准-tan arccos?准)。
该式中:Qc是无功补偿的容量(kvar)；P30是计算的负荷(kW)；cos?准补偿前的功率因数,cos?准为补偿后的功率因数。
单台式电动机补偿,需按下式计算:
Qc=0.9×3UNIO.该式中:UN是电动机额定电压(kV),IO是空载电流(A)。
2.3装置类型
2.3.1并联的移相电容装置
由于其结构简单、技术相当成熟、运作时可靠性非常高且是适用于无功补偿的传统方法等诸多优点, 此装置被国内外的工厂广泛应用。依照负荷性质在投入和切除时可以选择自动或手动这两种工作方式，且在其工作时应尽量避免过补偿情况的出现。这种补偿的缺点和不足是不能形成连续的、线性的补偿且只能分级补偿。此外，某些电容器及一些器件输送电流的线路严重过载而烧毁的原因是电力系统产生的谐波,可能会与系统中所固有的电抗形成并联谐振,导致谐波电流放大引起的。
2.3.2 SVC (静止型无功补偿装置)
再近几年已获得很大发展的SVC已被广泛用于电力系统无功补偿。FC+TCR（固定电容器+晶闸管控制电路控制电抗器）是这种补偿装置的典型代表。TSC（晶闸管投切电容器）也被广泛应用与电力系统，但它不能连续的调节无功功率，只有与TCR配合使用才能连续的调节无功功率。而这种FC+TCR不仅能连续的调节无功功率而且其响应速度还非常快，从而对无功功率达到快速且动态补偿的目的，使功率因数得到提高。
2.3.3 SVG（静止无功发生器)
SVG是一种可以产生超前或滞后电流90°的转换器，也是一种电力电子的无功补偿装置。SVG是借助无功功率的发出来达到无功补偿的目的，不需要大容量的储能元件是SVG与SVC的不同之处。呈现容性时，是SVG向电网供给无功；呈现感性时，则是SVG从电网获取无功。SVG完成电网无功动态的快速补偿可依据电网无功功率的情况，在SVG向电网供应或吸取无功时所成的容性和感性间连续的、快速的调节。但是由于SVG不足以應对不对称的系统，因此使得这种发生器不能充分的发挥形成额定的无功电流的优点，因此致使SVG的应用受到限制。
3.应用的实例分析
某企业的电力无功补偿装置中，两路10kV的高压进线线路被采用，且补偿电容器被安装在配电所内的两段10kV母线上；因为在此电力无功补偿装置中用到了100立方米的空压机，所以需要考虑采用何种设备来作为此补偿装置的动力，并且调整励磁能够使其呈容性，同时也可以作高压无功的补偿装置，采用同步电动机可以实现上述目的；而在采用低压集中补偿的装置则安装厂房车间的变电所内而在铸造车间选择使用能够完成无功功率动态且能够快速补偿的SVC，由于其过于剧烈的负载变化；而为了使工厂中大型的感应电动机有更高的利用率则选择单独就地补偿方式。合理、科学的配合使用这种装置，可以使工厂的功率因数滞后，提高工厂内部车间的功率因数，不仅减小了投资的成本、设备得到更充分地利用也实现了节约能源降低消耗的目的。
4.结语
无功补偿作为提高企业供电网络功率因数和改善电压的有效措施，不仅对电网经济效益的提高，电费支出的降低和能源利用率的提高有显著的效果，而且也响应了国家号召的节能减排，降低能源消耗的政策，同时也在一定程度上提高了企业的经济效益。
【参考文献】
［１］陈小虎.工厂供电技术[M].北京：北京高等教育出版杜，2001
［２］王乙伊.低压配电网无功补偿方式的研究[J].广东电力，2007，(2).
［３］蔡颖新.工厂供电系统无功补偿的分析及应用[J].电气节能与新能源，2007,(8).
［４］周志敏,周纪海,纪爱华.无功补偿电容器配置、运行、维护[M].电子工业出版社出版,2009.