無功補償的原理

從電工學知道，在電阻電感串聯電路中，設有功功率為P、無功功率為QL,則視在功率S=，功率因數cos?=P/S。

在電路傳輸電能時，如果傳輸的有功功率P不變，增加無功功率QL，則視在功率S增加，功率因數cos ?下降。如果減少無功功率QL，則傳輸同樣多的有功功率P，所需的視在功率S也減少，功率因數cos ?提高。

在電力系統中，減少無功功率的傳輸，提高功率因數，可以收到一下效益：

減少線路損失

當電流通過線路時，引起的有功功率損耗為（三相交流電路）

ΔP=3I?2;R （1-1）

字母含義

式中R——線路每相電阻，Ω；

I——線路中電流，A；

ΔP——三相線路的總損耗，W。

因為P=1.73IUcos?。將其帶入公式（1-1），得

ΔP=（P?2;/U?2;）*（R/cos?2;?） （1-2）

由式可見，當傳輸有功功率P和電壓U、線路電阻一定時，功率因數越高，線路上的有功損耗ΔP越小，或者，將S=、P=SCOS?代入公式（1-2），經簡化后有

ΔP=（P?2;+Q?2;）/U?2;*R (1-3)

字母含義

P、Q——線路中輸送的有功功率和無功功率；

U——線路額定電壓

R——線路一相的電阻

ΔP ——三相線路總的有功損耗

由式可知，減少線路中傳輸的無功功率可以降低線路有功損耗ΔP。

提高電網的輸送能力

提高功率因數，可以減少無功輸送量，從而增加電網輸送有功功率的能力。

案例1

某10KV三相線路，允許傳輸電流500A，如果功率因數為0.6，則傳輸有功功率為P=1.73*10*500*0.6=5196(KW)。如果功率因數提高到0.9，則傳輸功率為P′=1.73*10*500*0.9=7794（KW），多傳輸有功功率50%。

在輸送同樣有功功率的情況下，提高功率因數后，可以減少輸送電流，從而使變配電設備安裝容量減少，這樣節約了基建投資。

案例2

通過安裝電容器設備，將功率因數從0.8提高到0.95，則電容器每千瓦容量可節省輸配電線路和變壓器等設備的安裝容量0.38KVA。

保證發電機出力

一般發電機的額定功率因數為0.8-0.85，如果低于額定功率因數運行，由于受定子及轉子電流的限值，發電機的視在功率和有功功率都要降低。

可以改善電壓質量

電壓是電能質量的一個重要指標。對于一條輸配電線路來說，始端電壓U1'與末端電壓U2'的相量差（幾何差）叫作電壓降落，始端電壓U1'與末端電壓U2'的絕對值之差叫作電壓損失。網絡中的實際電壓與該處額定電壓的差值叫做電壓偏移。從保證用電設備正常工作的需要，必須限制電壓偏移和電壓損失不能超過某一允許值。

計算電壓損失的方法比較復雜，按照慣例，對于110KV及以下的網絡電壓損耗：

ΔU=(PR+QX)/Un （1-4）

字母含義

ΔU——線路線電壓損失，V；

UN——線路標稱電壓，Ｖ；

Ｐ——線路有功負荷，W；

Q——線路無功負荷，var；

X——線路電感電抗，Ω；

R——線路電阻，Ω。

上式中，無功負荷Q是感性負荷。如果為容性負荷，則Q為負值，這時如果PR﹤QX，則計算所得的電壓損失ΔU為負值，即線路末端電壓高于線路始端電壓。

由于高壓輸配電線路的電感電抗X要比電阻R大得多，因此線路電壓損失在很大程度上取決于線路輸送的無功負荷。提高功率因數，減少線路中傳輸的無功電流，就能大大降低線損，提高電壓質量。

路之生是一家主要從事電力能源管理和電能質量優化的高新技術企業，業務為無功補償裝置的設計及改造、元器件供應、智能儀表銷售，國內屈指可數，重慶地區無功補償改造第一品牌，業務能力從0.4kV跨越至35kV。我們可以為用戶提供全面、專業、整體化的系統解決方案。
我們不只銷售產品，我們能為用戶做的是滿足用戶實際需求，解決用戶存在問題，服務流程包含前期勘查測試、數據分析、方案評估、元器件參數校核、運行監測、用戶體驗改進等，以服務為主體，用戶至上，提升用戶整體體驗。
主要產品/業務：高低壓濾波電容器、濾波電抗器、高低壓無功補償控制器、低壓晶閘管開關、復合開關、智能儀表、電能質量管理終端、有源濾波APF/靜止無功發生器SVG、0.4kV~35kV補償成套新建及改造。