1、電力系統中的無功補償眾所周知， 電源能量通過電感或電容時并沒有能量消耗，只是在負荷與電源之間相互交換和三相之間流動。 由于這種交換功率不對外做功，因此稱為無功功率。電力系統中的設備大部分是根據電磁感應原理工作的，它們在單位周期內吸收的功率和釋放的功率相同，以此建立交變的磁場， 這部分功率就是無功功率?？梢?，無功功率在電力系統中扮演了重要的角色?？墒窃陔娏ο到y中為什么要進行無功補償呢？無功補償的必要性在電力系統中， 如變壓器、 電動機等許多工作時需要勵磁的設備都需要從電力系統中吸收無功功率； 并且輸電線路具有分布電容，在電壓下將產生容性無功功率，也就是說線路也要吸收感性無功。 發電機是電力系統中

2、唯一的有功電源，也是基本的無功電源。 如果只依靠發電機來提供無功功率的，由于無功功率不斷地來回地交換會引起發電、輸電及供配電設備上的電壓損耗及功率損失。另外，發電機發出的所有功率等于有功功率與無功功率的矢量和，提供的無功功率多時， 提供的有功功率也就相對就減少了，顯然這種運行方式也是很不經濟的。如果不進行無功功率補償，通常會造成兩個主要問題：（ 1）在電力傳輸系統中，如果說出現了無功功率不足的現象，那么就會導致電力系統中的電壓以及功率因數不斷的降低，最終導致用電設備受到破壞， 嚴重情況下甚至會導致電網系統中的電壓崩潰，使得整個電網控制系統瓦解，從而造成片區大面積的停電。（ 2）電力電壓以及功率

3、因素的降低，會導致電力系統中的電氣傳輸設備無法得到有效的利用， 從而造成了電力系統中傳輸的電能損耗不斷增加，降低了電能傳輸的效率，給用電用戶的日常生活帶來的極大的困擾。因此國家相關政策規定， 各級電壓的電力網和電力用戶都要提高自然功率因數，并按無功分層分區和就地平衡以及便于調壓的原則，安裝無功補償設備和必要的調壓裝置，電網用戶都要提高調壓裝置和無功補償設備的運行水平。無功補償的作用（ 1）提高電壓質量將線路中的電流分為有功電流Ia和無功電流 Ir，則線路中的電壓損失為U 3 ( I aR I r X l ) 3 PR QXlU其中， P 為有功功率，Q 為無功功率，U 為額定電壓，R 為線路總

4、電阻，Xl 為線路感抗。因此，提高功率因數后會減少線路上傳輸的無功功率，相應會減小電壓損失，從而提高了電壓質量。（ 2）提高變壓器的利用率，減少投資電力系統功率因數提高，相應變壓器的利用率也會提高：S%S1S2 100% (1cos1 ) 100%S1cos2由此可見，補償后的變壓器利用率提高了S% ，可以帶更多的負荷，減少輸變電設備的投資。（ 3）減少用戶電費支出不僅可以避免功率因數低于規定值而受罰，而且還可以減少用戶內部因傳輸和分配無功功率而造成的有功功率損耗，電費可相應降低。無功補償的基本原理電力系統的網絡元件的阻抗主要是感性的，需要容性無功來補償感性無功。將電容并入RL 支路后，電路如

5、圖（a）所示，該電路的電流方程為?II lI rl由圖（ b）的相量圖可知，并聯電容后，U 與 I 的相位差變小了，即供電回路的功率因數提高了，此時電流滯后于電壓，這種情況為欠補償。若電容 C 的容量過大，會導致電流超前于電壓， 這種情況稱為過補償， 相量圖如圖 （ c）所示。通常不希望出現過補償們因為：（ 1）引起變壓器二次側電壓升高。（ 2）容性無功功率在輸電線路上傳輸同樣會增加電能損耗。（ 3）如果供電線路電壓升高，還會增大電容器本身的功率損耗，溫升也會減小電容的壽命。IinIcI cSRUII rlUI cUinII rlCLIrl（a）（ b）（ c）無功補償的具體措施無功補償有很多

6、種方法，按補償裝置的應用及補償狀態可以分為機械旋轉類無功補償、靜止類無功補償、復合類無功補償。機械旋轉類無功補償的具體措施包括同步調相機、同步發電機和同步電動機。同步調相機可以看成是一種不帶任何負載的同步電動機，其補償特點是既能過勵磁運行，發出感性無功功率使電壓升高，也能欠勵磁運行吸收感性無功功率使電壓降低。早期對功率因數補償要求較高的場合，通常采用這種方式，有時，這種電機也稱之為同步補償機；同步發電機是最早使用的無功補償設備之一，在現代大電網的運行環境下，同步發電機已不能稱為專門的無功補償設備了，它只是在保證自身正常運行的前提下為系統提供適當的無功功率，其原理也是通過調節發電機的勵磁電流來實

7、現； 在很多時候， 同步電動機是用來改善配電系統的功率因數的，根據需要進行連續、平滑調節，也可向電網提供無功功率，使低轉速負載能在穩定條件下運行，并具有較高的效率，增強過載能力。但這種補償方式的設備一次性投資較高，使用維護比較麻煩。靜止類無功補償器是指補償設備在運行時是固定不動的，具體措施包括固定電容和靜止無功補償器。 固定電容的工作原理是通過增加容性無功來補償負載側的感性無功需求，以提升負載電壓的穩定。 這種早期補償方式的主要特點是結構簡單、經濟實用。 然而由于并聯電容器的投切是通過接觸器來實現的，其電容的投切時刻很難準確定位，因而它的致命缺點是：合閘涌流大；靜止無功補償器一般采用晶閘管作為開關器件，具有體積小、重量輕、控制靈活等特點。在某種場合下， 通常將 機械旋轉類無功補償和靜止類無功補償結合起來，以突出各自優勢，這種無功補償裝置稱為復合類無功補償。在無功補償的發展歷史中，電力電子開關對無功補償技術的發展起到了非常重要的推動作用，它的應用是無功補償發展中的一個重要里程碑。電力電子開關不僅能保證快速、準確地實施補償，還能夠將先進的智能控制技