劉幫幫 郭魯* 沈陽工學(xué)院 信息與控制學(xué)院

1 影響功率因數(shù)因素

（1）很多電感性設(shè)備，如交流電焊機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)等設(shè)備對(duì)無功功率有很大的影響。據(jù)大量統(tǒng)計(jì)得知，在工礦企業(yè)所消耗的全部無功功率中，異步電動(dòng)機(jī)的無功消耗占了58%～71%；異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)所消耗的無功占到很大一部分，大約占電動(dòng)機(jī)總無功消耗的65%。因此，不讓電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行和提高負(fù)載率是改善電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)的必要條件。

（2）變壓器對(duì)無功功率的消耗也很大，大約是其額定容量的13%，變壓器空載時(shí)消耗的無功功率也不可忽視。因此，為了改善電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，變壓器應(yīng)當(dāng)盡量滿載運(yùn)行。

（3）在供電電壓高于額定電壓的10%時(shí)，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，據(jù)統(tǒng)計(jì)，如果供電電壓高于額定值10%時(shí)，一般無功將增加37%左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時(shí)，無功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。如果供電電壓降低的話會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行。所以，應(yīng)當(dāng)盡可能的保持供電電壓的穩(wěn)定。

2 無功功率的補(bǔ)償及原理

2.1 無功功率不足的危害

兩部分能量需要交流電力系統(tǒng)提供：建立磁場消耗一部分，用于交換能量使用的，它并沒有做功，稱為“無功功率”，有功與無功是相對(duì)而言的，并不是無功就是無用之功，建立磁場就是消耗的這部分功率，因此也是很有必要的。如果沒建立磁場的話，電動(dòng)機(jī)，變壓器等設(shè)備就不能運(yùn)轉(zhuǎn)。在物理意義上是：電路中電感元件與電容元件正常工作所需要的功率交換。當(dāng)無功功率不足時(shí)，將給電力系統(tǒng)帶來諸如出力不足，并且損耗會(huì)增加，很可能會(huì)造成設(shè)備的損壞，甚至?xí)痣妷罕罎ⅰＡ硪徊糠钟糜谧龉?，這部分就是“有功功率”。

2.2 無功補(bǔ)償原理

在交流電路中，純電感負(fù)載中電壓超前電流九十度，而純電阻元件中電壓與電流是同相位，純電容負(fù)載中電流超前電壓九十度，也就是說純電容中電流和純電感中的電流相位差為180度，可以互相抵消，所以電源向外供電時(shí)，感性負(fù)荷向外釋放的能量由榮幸負(fù)荷儲(chǔ)存起來；當(dāng)感性負(fù)載需要能量時(shí)，再由榮幸負(fù)荷向外釋放的能量來提供。能量在兩種負(fù)荷間相互交換，感性負(fù)荷所需要的無功功率就可由容性負(fù)荷輸出的無功功率中得到補(bǔ)償，達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

3 電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄌ岣吖β室驍?shù)的主要方法是采用低壓無功補(bǔ)償技術(shù)，我們通常采用的方法主要有三種:隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ)償。

3.1 隨機(jī)補(bǔ)償

隨機(jī)補(bǔ)償就是將電機(jī)與低壓電容器組并接，在電機(jī)、保護(hù)裝置與控制裝置，同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償是以補(bǔ)勵(lì)磁無功為主的方式補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)的無功消耗，此種方式可較好地減少無功負(fù)荷。隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是:用電設(shè)備與補(bǔ)償同步進(jìn)行，即用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備退出，而且不需頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量。且有投資少、占位小、易于安裝、維護(hù)簡單、事故率低等。

3.2 隨器補(bǔ)償

隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓保險(xiǎn)將低壓電容器接在配電變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。變壓器的空載勵(lì)磁無功是在輕載或空載時(shí)的無功負(fù)荷，配變空載無功是用電單位無功負(fù)荷的主要部分，對(duì)于輕負(fù)載的配變而言。這部分損耗占供電量的比例很大，從而導(dǎo)致費(fèi)用的增加。隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn):操作簡單、易于維護(hù)、能有效地補(bǔ)償配變空載無功，使該部分無功平衡，使配變利用率得到提高，從而降低無功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前補(bǔ)償無功最有效的手段之一。

3.3 跟蹤補(bǔ)償

跟蹤補(bǔ)償是指控制保護(hù)裝置為無功補(bǔ)償投切裝置，在大用戶0.4kv母線上以低壓電容器組補(bǔ)償?shù)姆绞健?00kVA以下的用戶均可使用，可以替代隨機(jī)、隨器兩種補(bǔ)償方式，補(bǔ)償效果好。跟蹤補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式靈活，運(yùn)行維護(hù)簡單，比前面兩種補(bǔ)償方式更加耐用、安全可靠。缺點(diǎn)是控制保護(hù)裝置繁雜、前期投資較大。當(dāng)這三種補(bǔ)償方式的經(jīng)濟(jì)性接近時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補(bǔ)償方式。

4 總結(jié)

本文主要闡述了影響無功功率的重要因素，以及無功功率對(duì)用電設(shè)備和電網(wǎng)中的影響。然后做出無功功率不足所帶來的危害進(jìn)行闡述，解釋無功補(bǔ)償?shù)脑砑半娋W(wǎng)中無功補(bǔ)償?shù)姆椒ā?/p>

[1]陸安定，功率因數(shù)與無功補(bǔ)償，上海：上?？茖W(xué)普及出版社，2004

[2]王兆安、楊君、劉進(jìn)軍，諧波抑制和無功功率補(bǔ)償，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，1998

[3]電網(wǎng)無功補(bǔ)償實(shí)用技術(shù)，丁毓山，中國水利水電出版社，2004