稱為無(wú)功補(bǔ)償裝置。除電容器外，其余幾種既能吸收容性無(wú)功又能吸收感性無(wú)功。
(1) 同步電機(jī)：
(2) 同步電機(jī)中有發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)及調(diào)相機(jī)3種。
①同步發(fā)電機(jī)：
同步發(fā)電機(jī)是唯一的有功電源，同時(shí)又是基本的無(wú)功電源，當(dāng)其在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可以發(fā)出無(wú)功功率： Q=S×sinφ=P×tgφ
其中:Q、S、P、φ是相對(duì)應(yīng)的無(wú)功功率、視在功率、有功功率和功率因數(shù)角。 發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí),以滯后功率因數(shù)運(yùn)行為主,向系統(tǒng)提供無(wú)功，但必要時(shí),也可以減小勵(lì)磁電流,使功率因數(shù)超前,即所謂的"進(jìn)相運(yùn)行"，以吸收系統(tǒng)多余的無(wú)功。
②同步調(diào)相機(jī): 同步調(diào)相機(jī)是空載運(yùn)行的同步電機(jī)，它能在欠勵(lì)或過(guò)勵(lì)的情況下向系統(tǒng)吸收或供出無(wú)功，裝有自勵(lì)裝置的同步電機(jī)能根據(jù)電壓平滑地調(diào)節(jié)輸入或輸出的無(wú)功功率，這是其優(yōu)點(diǎn)。但它的有功損耗大、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、響應(yīng)速度慢，近來(lái)已逐漸退出電網(wǎng)運(yùn)行。
③并聯(lián)電容器： 并聯(lián)電容器補(bǔ)償是目前使用廣泛的一種無(wú)功電源，由于通過(guò)電容器的交變電流在相位上正好超前于電容器極板上的電壓，相反于電感中的滯后，由此可視為向電網(wǎng)"發(fā)?quot;無(wú)功功率： Q=U2/Xc 其中：Q、U、Xc分別為無(wú)功功率、電壓、電容器容抗。 并聯(lián)電容器本身功耗很小，裝設(shè)靈活，節(jié)省投資；由它向系統(tǒng)提供無(wú)功可以改善功率因數(shù)，減少由發(fā)電機(jī)提供的無(wú)功功率。
④靜止無(wú)功補(bǔ)償器： 靜止無(wú)功補(bǔ)償器是由晶閘管所控制投切電抗器和電容器組成，由于晶閘管對(duì)于控制信號(hào)反應(yīng)極為迅速，而且通斷次數(shù)也可以不受限制。當(dāng)電壓變化時(shí)靜止補(bǔ)償器能快速、平滑地調(diào)節(jié)，以滿足動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰?，同時(shí)還能做到分相補(bǔ)償；對(duì)于三相不平衡負(fù)荷及沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性；但由于晶閘管控制對(duì)電抗器的投切過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高次諧波，為此需加裝專(zhuān)門(mén)的濾波器。
⑤靜止無(wú)功發(fā)生器： 它的主體是一個(gè)電壓源型逆變器，由可關(guān)斷晶閘管適當(dāng)?shù)耐〝?，將電容上的直流電壓轉(zhuǎn)換成為與電力系統(tǒng)電壓同步的三相交流電壓，再通過(guò)電抗器和變壓器并聯(lián)接入電網(wǎng)。適當(dāng)控制逆變器的輸出電壓，就可以靈活地改變其運(yùn)行工況，使其處于容性、感性或零負(fù)荷狀態(tài)。與靜止無(wú)功補(bǔ)償器相比，靜止無(wú)功發(fā)器響應(yīng)速度更快，諧波電流更少，而且在系統(tǒng)電壓較低時(shí)仍能向系統(tǒng)注入較大的無(wú)功。
2.3無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊话惴椒?br />
2.3.1隨機(jī)補(bǔ)償
隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器組與電動(dòng)機(jī)并接，通過(guò)控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。
農(nóng)用電動(dòng)機(jī)，非凡是排灌電動(dòng)機(jī)，應(yīng)優(yōu)先選用此種補(bǔ)償方式。
隨機(jī)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)備退出，不需頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量。具有投資少、占位小、安裝輕易、配置方便靈活，維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。
為防止電機(jī)退出運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生自激過(guò)電壓，補(bǔ)償容量一般不應(yīng)大于電機(jī)的空載無(wú)功，通常推薦:
式中Qc--補(bǔ)償電容器容量
Ue--額定電壓
Io--電機(jī)空載電流
對(duì)于排灌電動(dòng)機(jī)等所帶機(jī)械負(fù)荷慣性較大的電機(jī)，補(bǔ)償容量可適當(dāng)加大，大于電機(jī)空載無(wú)功負(fù)荷，但要小于額定無(wú)功負(fù)荷。由于排灌電機(jī)總是在帶有水泵機(jī)械負(fù)載的情況下斷電，這時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速將急劇下降，即使補(bǔ)償容量略大于電機(jī)空載無(wú)功負(fù)荷，也不會(huì)產(chǎn)生自激過(guò)電壓。
對(duì)于排灌用普通電機(jī)，可按下式確定補(bǔ)償容量：
式中Pe--排灌電機(jī)額定有功功率,kW
年運(yùn)行在1000h以上的電機(jī)，采用隨機(jī)補(bǔ)償較其它補(bǔ)償方式更經(jīng)濟(jì)，補(bǔ)償設(shè)備投資可在1～2年內(nèi)收回。
2.3.2隨器補(bǔ)償
隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過(guò)低壓熔絲接在配電變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無(wú)功的補(bǔ)償方式。
農(nóng)網(wǎng)配電變壓器，尤其是綜合用戶配變，普遍存在負(fù)荷輕、"大馬拉小車(chē)"現(xiàn)象。在負(fù)荷低谷時(shí)接近空載。配電變壓器在輕載或空載時(shí)的無(wú)功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵(lì)磁無(wú)功。
式中Qo--變壓器空載勵(lì)磁無(wú)功功率,kvar
Io--空載電流百分?jǐn)?shù)
Se--變壓器額定容量，kVA
配變空載無(wú)功是農(nóng)網(wǎng)無(wú)功負(fù)荷的主要部分。對(duì)于輕負(fù)載配變而言，這部分損耗占供電量比例較大，導(dǎo)致電費(fèi)單價(jià)增高。隨器補(bǔ)償由于補(bǔ)在低壓側(cè)，故而接線簡(jiǎn)單，維護(hù)治理方便，且可有效地補(bǔ)償配變空載無(wú)功，使該部分無(wú)功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無(wú)功網(wǎng)損，它是目前補(bǔ)償配變無(wú)功的有效手段之一。
隨器補(bǔ)償應(yīng)用于補(bǔ)償配變空載無(wú)功，屬于固定補(bǔ)償方式，補(bǔ)償容量不宜超過(guò)配變空載無(wú)功。此種補(bǔ)償方式可削減農(nóng)網(wǎng)無(wú)功基荷。對(duì)于容量在50kVA及以上的高耗專(zhuān)用變、綜合變，均應(yīng)提倡采用隨器補(bǔ)償。S7、S9系列125kVA以上容量的配變，也應(yīng)采用隨器補(bǔ)償。
隨器補(bǔ)償只能補(bǔ)償配變的空載無(wú)功Qo。假如補(bǔ)償容量Qc＞Qo，則在配變接近空載時(shí)造成過(guò)補(bǔ)償，而且理論分析和試驗(yàn)以及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)均表明，在此條件，當(dāng)出現(xiàn)配變非全相運(yùn)行時(shí)，易產(chǎn)生鐵磁諧振。因此推薦選用Qc=(0.95～0.98)Qo。
跟蹤補(bǔ)償
跟蹤補(bǔ)償是指以無(wú)功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶0.4kV母線上的補(bǔ)償方式。補(bǔ)償電容器的固定連接組可起到相當(dāng)于隨器補(bǔ)償?shù)淖饔?，補(bǔ)償用戶自身的無(wú)功基荷；可投切連接組用于補(bǔ)償無(wú)功峰荷部分。投切方式分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種。一般地，用戶負(fù)荷有一定的波動(dòng)性，故推薦選用自動(dòng)投切裝置。此種裝置可較好地跟蹤無(wú)功負(fù)荷變化，運(yùn)行方式靈活，運(yùn)行維護(hù)工作量小。
考慮到電機(jī)投運(yùn)的不同時(shí)率和單臺(tái)電機(jī)補(bǔ)償容量的限制等因素，對(duì)于100kVA以上的專(zhuān)用配變用戶，采用跟蹤補(bǔ)償比隨機(jī)、隨器補(bǔ)償能獲得更好的補(bǔ)償效果，而且不需要提高補(bǔ)償度，并可適當(dāng)調(diào)整各組電容器的運(yùn)行時(shí)間，使其壽命相對(duì)延長(zhǎng)，從而降低電容器的購(gòu)置更新費(fèi)用。但是，跟蹤補(bǔ)償所需的自動(dòng)投切裝置較隨器、隨機(jī)補(bǔ)償?shù)目刂票Ｗo(hù)裝置復(fù)雜，功能更完善，初投資也要大一些。
選擇自動(dòng)投切裝置應(yīng)非凡注重其性能和質(zhì)量。必須滿足以下五個(gè)條件：
(1)能根據(jù)無(wú)功負(fù)荷的變化自動(dòng)投切電容器組，使功率因數(shù)保持在0.95以上且不過(guò)補(bǔ)償。
(2)能實(shí)現(xiàn)電容器組自動(dòng)循環(huán)投切，使電容器、接觸器使用機(jī)率接近或延長(zhǎng)使用壽命。
(3)元器件性能穩(wěn)定可靠，受環(huán)境影響小，便于維護(hù)。
(4)具有過(guò)電壓保護(hù)功能。
(5)在輕負(fù)荷時(shí)，不會(huì)引起電容器組投切振蕩現(xiàn)象。
2.4無(wú)功補(bǔ)償?shù)暮侠砼渲迷瓌t
功率因數(shù)：電力系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)及其它帶有線圈（繞組）的設(shè)備很多。這類(lèi)設(shè)備除了從電源取得一部分電功率作有功用外，還將耗用一部分電功率用來(lái)建立線圈磁場(chǎng)。這就額外地加在了電源的負(fù)坦，功率因數(shù)cosØ(也稱力率）就是反映總電功率中有功功率所占的比例大小。
提高功率因數(shù)的意義： 提高功率因數(shù)將有積極的意義：
1).提高用電質(zhì)量，改善設(shè)備運(yùn)行條件，可保證設(shè)備在正常條件下工作，這就有利于安全生產(chǎn)。
2).可節(jié)約電能，降低生產(chǎn)成本，減少企業(yè)的電費(fèi)開(kāi)支。例如：當(dāng)cosØ=0.5時(shí)的損耗是cosØ=1時(shí)的4倍。
3).能提高企業(yè)用電設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮企業(yè)的設(shè)備潛力。
4).可減少線路的功率損失，提高電網(wǎng)輸電效率。
5).因發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量=Sn，故提高cosØ也就使發(fā)電機(jī)能多出有功功率。
提高自然功率因數(shù)法：
1).恰當(dāng)選擇電動(dòng)機(jī)容量，減少電動(dòng)機(jī)無(wú)功消耗，防止“大馬拉小車(chē)”。
2).對(duì)平均負(fù)荷小于其額定容量40%左右的輕載電動(dòng)機(jī)，可將線圈改為三角形接法（或自動(dòng)轉(zhuǎn)換）。
3).避免電機(jī)或設(shè)備空載運(yùn)行。
4).合理配置變壓器，恰當(dāng)?shù)剡x擇其容量。
5).調(diào)整生產(chǎn)班次，均衡用電負(fù)荷，提高用電負(fù)荷率。
6).改善配電線路布局，避免曲折迂回等。
采用人工補(bǔ)嘗法：
可用電力電容器或調(diào)相機(jī)，一般實(shí)際上多采用電力電容器補(bǔ)嘗無(wú)功。
5.電力電容器補(bǔ)嘗方式：
1.個(gè)別補(bǔ)嘗：用于低壓網(wǎng)絡(luò)，將電容器直接接在用電設(shè)備附近。
優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)嘗效果好，缺點(diǎn)是電容器利用率低。
2.分組補(bǔ)嘗：將電容器分別安裝在各車(chē)間配電盤(pán)的母線上。
優(yōu)點(diǎn)是電容器利用率較高且補(bǔ)嘗效果也較理想。
3.集中補(bǔ)嘗：將電容器接在變電所的高壓或低壓母線上，電容器組的容量按配電所的總無(wú)功負(fù)荷來(lái)選擇。
從電力網(wǎng)無(wú)功功率消耗的基本狀況可以看出，各級(jí)網(wǎng)絡(luò)和輸配電設(shè)備都要消耗一定數(shù)量的無(wú)功功率，尤以低壓配電網(wǎng)所占比重大。為了大限度地減少無(wú)功功率的傳輸損耗，提高輸配電設(shè)備的效率，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的配置，應(yīng)按照“分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則，合理布局。
(1)總體平衡與局部平衡相結(jié)合，以局部為主。
(2)電力部門(mén)補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合。
在配電網(wǎng)絡(luò)中，用戶消耗的無(wú)功功率約占50%～60%，其余的無(wú)功功率消耗在配電網(wǎng)中。因此，為了減少無(wú)功功率在網(wǎng)絡(luò)中的輸送，要盡可能地實(shí)現(xiàn)就地補(bǔ)償，就地平衡，所以必須由電力部門(mén)和用戶共同進(jìn)行補(bǔ)償。
(3)分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合，以分散為主。
集中補(bǔ)償，是在變電所集中裝設(shè)較大容量的補(bǔ)償電容器。分散補(bǔ)償，指在配電網(wǎng)絡(luò)中分散的負(fù)荷區(qū)，如配電線路，配電變壓器和用戶的用電設(shè)備等進(jìn)行的無(wú)功補(bǔ)償。集中補(bǔ)償，主要是補(bǔ)償主變壓器本身的無(wú)功損耗，以及減少變電所以上輸電線路的無(wú)功電力，從而降低供電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功損耗。但不能降低配電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功損耗。因?yàn)橛脩粜枰臒o(wú)功通過(guò)變電所以下的配電線路向負(fù)荷端輸送。所以為了有效地降低線損，必須做到無(wú)功功率在哪里發(fā)生，就應(yīng)在哪里補(bǔ)償。所以，中、低壓配電網(wǎng)應(yīng)以分散補(bǔ)償為主。
(4)降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。
2.5無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?/a>和補(bǔ)償容量
2.5.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)男б?br /> 在現(xiàn)代工礦企業(yè)中，在數(shù)量眾多、容量大小不等的感性設(shè)備連接于電力系統(tǒng)中，以致電網(wǎng)傳輸功率除有功功率外，還需無(wú)功功率。一般自然平均功率因數(shù)在0.70～0.85之間。企業(yè)消耗電網(wǎng)的無(wú)功功率約占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因數(shù)提高到0.95左右，則無(wú)功消耗只占有功消耗的30%左右［1］。由于減少了電網(wǎng)無(wú)功功率的輸入，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)下列好處。
（1）節(jié)省企業(yè)電費(fèi)開(kāi)支。提高功率因數(shù)對(duì)企業(yè)的直接經(jīng)濟(jì)效益是明顯的，因?yàn)閲?guó)家電價(jià)制度中，從合理利用有限電能出發(fā)，對(duì)不同企業(yè)的功率因數(shù)規(guī)定了要求達(dá)到的不同數(shù)值，低于規(guī)定的數(shù)值，需要多收電費(fèi)，高于規(guī)定數(shù)值，可相應(yīng)地減少電費(fèi)?？梢?jiàn)，提高功率因數(shù)對(duì)企業(yè)有著重要的經(jīng)濟(jì)意義。
（2）提高設(shè)備的利用率。對(duì)于原有供電設(shè)備來(lái)講，在同樣有功功率下，因功率因數(shù)的提高，負(fù)荷電流減少，因此向負(fù)荷傳送功率所經(jīng)過(guò)的變壓器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等供配電設(shè)備都增加了功率儲(chǔ)備，從而滿足了負(fù)荷增長(zhǎng)的需要；如果原網(wǎng)絡(luò)已趨于過(guò)載，由于功率因數(shù)的提高，輸送無(wú)功電流的減少，使系統(tǒng)不致于過(guò)載運(yùn)行，從而發(fā)揮原有設(shè)備的潛力；對(duì)尚處于設(shè)計(jì)階段的新建企業(yè)來(lái)說(shuō)則能降低設(shè)備容量，減少投資費(fèi)用，在一定條件下，改善后的功率因數(shù)可以使所選變壓器容量降低。因此，使用無(wú)功補(bǔ)償不但減少初次投資費(fèi)用，而且減少了運(yùn)行后的基本電費(fèi)。
（3）降低系統(tǒng)的能耗。補(bǔ)償前后線路傳送的有功功率不變（即），由于cosψ提高，補(bǔ)償后的電壓U2稍大于補(bǔ)償前電壓U1,為分析問(wèn)題方便，可認(rèn)為U2≈U1從而導(dǎo)出I1cosψ1=I2cosψ2。即I1/I2=cosψ2/cosψ1,這樣線損P減少的百分?jǐn)?shù)為：?P%=?P/?P1×100%=(1-I22/I12)×100%=(1-cos2?1/cos2?2)×100%當(dāng)功率因數(shù)從0.70～0.85提高到0.95時(shí)，由(2)式可求得有功損耗將降低20%～45%。
（4）改善電壓質(zhì)量。以線路末端只有一個(gè)集中負(fù)荷為例，假設(shè)線路電阻和電抗為R、X,有功和無(wú)功為P、Q,則電壓損失ΔU為：ΔU=(PR+QX)/U
從(3)式可以看出，若減少無(wú)功功率Q,則有利于線路末端電壓的穩(wěn)定，有利于大電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。因此，無(wú)功補(bǔ)償能改善電壓質(zhì)量（一般電壓穩(wěn)定不宜超過(guò)3%）。但是如果只追求改善電壓質(zhì)量來(lái)裝設(shè)電容器是很不經(jīng)濟(jì)的，對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)用的主要目的是改善功率因數(shù)，減少線損，電壓質(zhì)量只是一個(gè)附帶作用。
2.5.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?br /> 無(wú)功補(bǔ)償可以收到下列的效益：①提高用戶的功率因數(shù),從而提高電工設(shè)備的利用率;②減少電力網(wǎng)絡(luò)的有功損耗；③合理地控制電力系統(tǒng)的無(wú)功功率流動(dòng)，從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，改善電能質(zhì)量，提高了電力系統(tǒng)的抗干擾能力；④在動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償裝置上，配置適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器，可以改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，提高輸電線的輸送能力和穩(wěn)定性；⑤裝設(shè)靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVS)還能改善電網(wǎng)的電壓波形,減小諧波分量和解決負(fù)序電流問(wèn)題。對(duì)電容器、電纜、電機(jī)、變壓器等，還能避免高次諧波引起的附加電能損失和局部過(guò)熱。
2.5.3無(wú)功功率補(bǔ)償容量的選擇方法
無(wú)功補(bǔ)償容量以提高功率因數(shù)為主要目的時(shí)，補(bǔ)償容量的選擇分兩大類(lèi)討論，即單負(fù)荷就地補(bǔ)償容量的選擇（主要指電動(dòng)機(jī)）和多負(fù)荷補(bǔ)償容量的選擇（指集中和局部分組補(bǔ)償）。
1.電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償容量的選擇
（1）根據(jù)補(bǔ)償容量Qc不大于激勵(lì)容量Qo的條件選擇。即選取補(bǔ)償電容量Qc為：
Qc=K1K2Pe
K1為電容配比系數(shù)，一般取0.85<K11;Qo為電動(dòng)機(jī)空載激勵(lì)無(wú)功功率；K2為電動(dòng)機(jī)空載電流和額定電流之比，對(duì)多極小功率電動(dòng)機(jī)取K2=0.40～0.45,對(duì)少極大功率電動(dòng)機(jī)取K2=0.20～0.40。這樣。式變?yōu)椋?br /> Qc=K1K2Pe=(0.2～0.4)Pe
考慮負(fù)載率及極對(duì)數(shù)等因素，按式（5）選取的補(bǔ)償容量，在任何負(fù)載情況下都不會(huì)出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償，而且功率因數(shù)可以補(bǔ)償?shù)?.90以上。若以額定負(fù)載下補(bǔ)償?shù)絚os?2=1,則空載或輕載時(shí)電動(dòng)機(jī)必然要過(guò)補(bǔ)償，這樣既影響電壓，又會(huì)使電動(dòng)機(jī)在斷電后，由于電容的放電供給電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流，使仍在旋轉(zhuǎn)著的電動(dòng)機(jī)成為異步發(fā)電機(jī)，從而使電壓超過(guò)額定電壓，對(duì)電動(dòng)機(jī)的絕緣和電容器都不利。
此法在節(jié)能技術(shù)上廣泛應(yīng)用，對(duì)一般情況都可行，特別適用于Io/Ie比值較高的電動(dòng)機(jī)和負(fù)載率較低的電動(dòng)機(jī)。但是對(duì)于Io/Ie較低的電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，其補(bǔ)償效果較差。
（2）根據(jù)Qo<Qc<Qβ的條件選擇。
Qo<Qc<Qo+(Qe-Qo)β2[2]
其中
Qe=Petgψe/ηe
若電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行，即負(fù)載率β=1,則：
Qo<Qc<Qe式中：Qβ、ηβ、tgψe分別表示電動(dòng)機(jī)負(fù)載率為β時(shí)吸收的無(wú)功功率，電動(dòng)機(jī)的額定效率，電動(dòng)機(jī)額定功率因數(shù)角對(duì)應(yīng)的正切值。
根據(jù)電機(jī)學(xué)知識(shí)可知，對(duì)于Io/Ie較低的電動(dòng)機(jī)（少極、大功率電動(dòng)機(jī)），在較高的負(fù)載率β時(shí)吸收的無(wú)功功率Qβ與激勵(lì)容量Qo的比值較高，即兩者相差較大，在考慮導(dǎo)線較長(zhǎng)，無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量較高的大功率電動(dòng)機(jī)以較高的負(fù)載率運(yùn)行方式下，采用（5）式選取其補(bǔ)償效果是不夠的，而采用（6）式來(lái)選取是合理的。
但是采用此法，在電機(jī)一旦輕載或空載及電機(jī)脫離電網(wǎng)時(shí)，要在補(bǔ)償電容和電機(jī)之間加裝必要的分離措施，以防止電機(jī)過(guò)電壓的產(chǎn)生及無(wú)功倒送現(xiàn)象的發(fā)生。
（3）按實(shí)際負(fù)荷選取補(bǔ)償容量Qc。
Qc=P(tgψ1-tgψ2)
式中P為電動(dòng)機(jī)實(shí)測(cè)功率。tgψ1、tgψ2為補(bǔ)償前后功率因數(shù)角對(duì)應(yīng)的正切值。
此法適用于任何一般感性負(fù)荷需要精確補(bǔ)償?shù)木偷匮a(bǔ)償容量的計(jì)算。對(duì)cosψ2必須作適應(yīng)的要求，以補(bǔ)償后cosψ2=0.95為佳，太高的cosψ2沒(méi)有多大的經(jīng)濟(jì)意義。
按此法計(jì)算的Qc亦可用于對(duì)變流裝置的就地補(bǔ)償，但考慮諧波影響時(shí)，一般要在補(bǔ)償電容回路中加裝適當(dāng)?shù)拇?lián)電抗器。另外，按此法取值要驗(yàn)算其是否超過(guò)Qo,以便必要時(shí)采取自激過(guò)電壓的措施。
為了更好地說(shuō)明就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)男б婧脱a(bǔ)償容量的選擇，分析實(shí)例加以說(shuō)明。如我公司新地水廠水泵高壓電機(jī)參數(shù)為：Pe=220kW,Ie=15.7A,?e=90.6%,Ne=1460r/min,Io=4.8A,cosψe=0.86,實(shí)測(cè)自然率因數(shù)cosψ1=0.783,P=209kW,I=14.7A,系統(tǒng)總電抗值8?。
補(bǔ)償容量的選擇計(jì)算：
1)按（5）式計(jì)算，并取K1=1Qo=K1.K2.Pe=K1.Io.Pe/Ie=67.3kvar
根據(jù)Qo值和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，由（9）式可求得cosψ2=0.904,補(bǔ)償基本符合要求，但不夠理想（實(shí)際中選標(biāo)準(zhǔn)容量60kvar）。
2)按（6）式條件配置，考慮cosψ2不大于0.95,,Qo<Qc<Q0+(Pe.tgηe/ηe-Qo)(P/Pe)267.3<Qc<137(kvar) 在67.3～137kvar選擇標(biāo)準(zhǔn)容量，取Qc=100kvar。
3)按（9）式條件配置，取cosψ2=0.95Qc=100kvarQc=P(tgψ1-tgψ2)=97kvar,選標(biāo)準(zhǔn)容量,
線路損耗計(jì)算：
1)cos?1=0.783時(shí)，計(jì)算每年（365天）線路損耗ΔW1,即在自然條件下，未安裝無(wú)功補(bǔ)償?shù)膿p耗。
ΔW1=3R(Icosψ12).t=27848kWh
2)cosψ2=0.905時(shí)q
每年線路損耗ΔW2
比自然條件下每年可省電7003kWh,有功損耗降低25%。
3)同理可求出cos?2=0.950時(shí)，線路損耗?W3=18917kWh,比自然條件下省電8930kWh,損耗降低32%。比cos?2=0.905時(shí)，省電1928kWh,損耗降低7%。
此例說(shuō)明無(wú)功補(bǔ)償效益相當(dāng)顯著，我公司電力負(fù)荷均安裝了無(wú)功補(bǔ)償，每年可減少系統(tǒng)損耗10多萬(wàn)kWh,不到2年可回收全部投資。同時(shí)說(shuō)明，電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償容量的配置佳選擇方法是測(cè)量P和cos?1,用（9）式選?。粚?duì)于大功率高速接近滿負(fù)荷運(yùn)行的電機(jī)，用（5）式配置容量不夠合理，用（6）式選擇比較理想。
2.多負(fù)荷補(bǔ)償容量的選擇
多負(fù)荷補(bǔ)償容量的選擇同（9）相似，都是根據(jù)補(bǔ)償前后的功率因數(shù)來(lái)確定。
對(duì)已生產(chǎn)企業(yè)欲提高功率因數(shù)，其補(bǔ)償容量Qc按下式選擇：
Qe=KmKj(tgψ1-tgψ2)/Tm[3]
式中：Km為大負(fù)荷月時(shí)有功功率消耗量，由有功電能表讀得；Kj為補(bǔ)償容量計(jì)算系數(shù)，可取0.8～0.9;Tm為企業(yè)的月工作小時(shí)數(shù)；tgψ1、tgψ2意義同前，tgψ1由有功和無(wú)功電能表讀數(shù)求得。
（2）對(duì)處于設(shè)計(jì)階段的企業(yè)，無(wú)功補(bǔ)償容量Qc按下式選擇：
Qc=KnPn(tgψ1-tgψ2)[3]
式中Kn為年平均有功負(fù)荷系數(shù)，一般取0.7～0.75;Pn為企業(yè)有功功率之和；tgψ1、tgψ2意義同前。tgψ1可根據(jù)企業(yè)負(fù)荷性質(zhì)查手冊(cè)近似取值，也可用加權(quán)平均功率因數(shù)求得cosψ1。
上式P1q
P2…Pn為各設(shè)備的實(shí)際功率，cosQ1q
cosQ2…cosQn為各設(shè)備的實(shí)際功率因數(shù)。
多負(fù)荷的集中補(bǔ)償電容器安裝簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠、利用率較高。但電氣設(shè)備不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，會(huì)造成過(guò)補(bǔ)償，使運(yùn)行電壓抬高，電壓質(zhì)量變壞。因此這種方法選擇的容量，對(duì)于低壓來(lái)說(shuō)好采用電容器組自動(dòng)控制補(bǔ)償，即根據(jù)負(fù)荷大小自動(dòng)投入無(wú)功補(bǔ)償容量的多少，對(duì)高壓來(lái)說(shuō)應(yīng)考慮采取防過(guò)補(bǔ)償措施。
3補(bǔ)償容量?jī)?yōu)化法
無(wú)功補(bǔ)償容量的優(yōu)化法是：分別從網(wǎng)損小、年運(yùn)行費(fèi)用小、年支出費(fèi)用小的觀點(diǎn)出發(fā)，求出佳補(bǔ)償容量的算法。這些算法的特點(diǎn)是：求得所要求的量值的數(shù)學(xué)表達(dá)式，然后用求函數(shù)極值的方法，求得補(bǔ)償容量。是一些古典的求極值算法，故稱為經(jīng)典優(yōu)化法。
3．1按網(wǎng)損小確定補(bǔ)償容量
無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康氖墙祿p節(jié)能，因此，從網(wǎng)損小的觀點(diǎn)出發(fā)來(lái)確定補(bǔ)償容量是很重要的。如圖1，各段時(shí)間內(nèi)的總無(wú)功負(fù)荷為Q，，Q：，…，Q。，假定網(wǎng)絡(luò)總補(bǔ)償容量為Q。，則全年的電能損耗和無(wú)功負(fù)荷的關(guān)系為：

其中：△Pc是補(bǔ)償電容每Kvar的有功損耗(kW)；T是年運(yùn)行時(shí)間(h)；R是補(bǔ)償點(diǎn)至電源的等值電阻(Ω)。為使網(wǎng)損小，可將網(wǎng)損△A對(duì)Qc微分，并命其為0，則其：
這種算法比較簡(jiǎn)單，但沒(méi)有計(jì)人補(bǔ)償電容所需要的費(fèi)用。該算法所能保證的只是網(wǎng)損小，但如果考慮安裝補(bǔ)償電容的費(fèi)用，不一定是經(jīng)濟(jì)的。

年運(yùn)行費(fèi)用由兩部分組成：第1部分是加裝電容器后網(wǎng)絡(luò)損耗的電價(jià)，即F1=△A×β，△A是年電能損耗(kW．h)，β是有功電價(jià)[元／(kW．h)]第2部分是補(bǔ)償裝置的年運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用，即F2=KaKcQc，其中Kc是裝設(shè)單位補(bǔ)償容量的綜合投資(元／Kvar)，Ka是補(bǔ)償裝置的維護(hù)費(fèi)用率(％)。年運(yùn)行費(fèi)用F＝F1十F2=△A ×β十KaKcQc，將△A值代人。為使F小，將F對(duì)Qc微分并命其為0，得：1．2按年運(yùn)行費(fèi)用小確定補(bǔ)償容量

3．3 按年支出費(fèi)用小確定補(bǔ)償容量
年支出費(fèi)用是指同時(shí)考慮年運(yùn)行費(fèi)和投資的回收。設(shè)投資每元錢(qián)的回收率為Ke％，年支出費(fèi)用為：Z＝F+KeKcQc，其中F是年運(yùn)行費(fèi)用；Ke是投資每元錢(qián)的回收率。該式采用直線平均法，將電容補(bǔ)償的總投資平均分?jǐn)傇诟鱾€(gè)年度。為使年支出費(fèi)用小，將Z對(duì)Qc微分并令其為0，從而可求得：

上述3種方法的基本思想和計(jì)算公式的形式很相似，但其所計(jì)及的因數(shù)和獲得的經(jīng)濟(jì)效益卻各不相同，所以其適應(yīng)的范圍也因此而異。通過(guò)分析，可見(jiàn)；第1種方法的補(bǔ)償量和投資均是大的；第2種方法的補(bǔ)償量和投資皆居中；第3種方法的補(bǔ)償量小，因此其所用的投資也小。
分支線路中補(bǔ)償容量的佳分配
在此仍然采用經(jīng)典優(yōu)化法。首先求出線路的總損耗△p的表達(dá)式，為了使總損耗小，將△p對(duì)分支的補(bǔ)償容量Qci微分并令其為o，便可求得各分支的佳補(bǔ)償容量Qci。
輻射分支線路中的補(bǔ)償容量的佳分配
圖2所示的輻射式分支網(wǎng)絡(luò)中，若其共有n個(gè)分支，則裝置的總?cè)萘縌c在各個(gè)分支中應(yīng)該進(jìn)行合理分配?？倱p耗表達(dá)式為：

將△p對(duì)Qci微分并令其為0，得：
(Q-Qci)Ri＝(Q-Qc)R
其中：Q是網(wǎng)絡(luò)總無(wú)功負(fù)荷；Qc是補(bǔ)償總?cè)萘浚恢皇侨W(wǎng)等值電阻。從該式可得：

這說(shuō)明：在輻射分支網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)功總負(fù)荷Q、總補(bǔ)償容量Qc及各分支無(wú)功Qi為已知的條件下，各分支的補(bǔ)償容量Qci只取決于全網(wǎng)等效電阻尺和各個(gè)分支電阻Ri。
非純輻射分支線路中的補(bǔ)償容量的佳分配
典型的非純輻射電網(wǎng)如圖3所示，如果要在第i個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償，則要對(duì)第i一1個(gè)節(jié)點(diǎn)和i個(gè)節(jié)點(diǎn)的情況聯(lián)合考慮。如果第i一1個(gè)節(jié)點(diǎn)和i個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)功容量為Qi-1，而節(jié)點(diǎn)i一1和i之間的總補(bǔ)償容量為Qci－1，i，則兩者可分別視為節(jié)點(diǎn)i之后的總無(wú)功需求量和總補(bǔ)償容量。如此可套用上式，得：

其中：Q是第i個(gè)分支的無(wú)功負(fù)荷(Kvar)，R∑i是第i個(gè)節(jié)點(diǎn)后網(wǎng)絡(luò)的等效電阻(Ω)，Ri是第i個(gè)分支的電阻(Ω)，而且

2.5.4城市配電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償及其容量的確定
近年來(lái)，我國(guó)電力裝機(jī)容量逐年遞增，大大緩解了供電緊張的局面。伴隨著供電量的增加，電網(wǎng)建設(shè)的速度明顯滯后，網(wǎng)絡(luò)損耗問(wèn)題日益突出。大家普遍認(rèn)識(shí)到降低網(wǎng)損是供電部門(mén)減小供電成本的重要突破口，也是今后增加供電量的重要手段。由于配電網(wǎng)建設(shè)嚴(yán)重滯后，網(wǎng)架薄弱，設(shè)施老化，線路長(zhǎng)(有的l0kv線路長(zhǎng)50～70km)，線徑小，配電變壓器也大部分存在高能耗問(wèn)題，所以降低損耗應(yīng)主要從城市的配電網(wǎng)著手。從降低網(wǎng)損和提高供電可靠性的角度出發(fā)，l0kv配電線路的長(zhǎng)度應(yīng)控制在l0km以內(nèi)。10kv配電線路的損耗高，給電力部門(mén)帶來(lái)了不必要的損失，間接提高了電價(jià)，加之電能質(zhì)量不合格，也影響了用戶的用電積極性。
配電網(wǎng)降低網(wǎng)損有以下四種途徑：(1)改造配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高電壓等級(jí)，增加變電所站，合理分配有功和無(wú)功；(2)使用低能耗變壓器；(3)加大導(dǎo)線截面，縮短供電半徑；(4)無(wú)功功率補(bǔ)償。采取何種措施，主要應(yīng)根據(jù)所在地的實(shí)際損耗情況和資金情況予以考慮。優(yōu)秀種改造措施是基于對(duì)配電網(wǎng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展考慮的好辦法，它合理地改造不盡完善的配電網(wǎng)，可以為配電網(wǎng)提供10年以上高效、穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境，但是工程投資巨大，回收期長(zhǎng)，多數(shù)供電企業(yè)目前都難以啟動(dòng)這項(xiàng)工作。第二、三種措施投資相對(duì)較小，但造價(jià)仍很可觀，資金充裕的地區(qū)可以考慮，第四種措施投資少，且由于我國(guó)配電網(wǎng)長(zhǎng)期以來(lái)無(wú)功匱乏，造成的網(wǎng)極為可觀，通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償來(lái)降低網(wǎng)損和提高電壓是一種投資少、回報(bào)高的方案。對(duì)配電變壓器低壓側(cè)的補(bǔ)償不但可以降低線路的損耗，而且可以降低配變的損耗，一些高能耗變壓器因損耗降低還可以延遲退役，電壓質(zhì)量也會(huì)因此改善。
配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
隨著無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)在配電系統(tǒng)中也開(kāi)始普及，從靜態(tài)補(bǔ)償?shù)絼?dòng)態(tài)補(bǔ)償，從有觸點(diǎn)補(bǔ)償?shù)綗o(wú)觸點(diǎn)補(bǔ)償，這些都已取得豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。但在實(shí)踐過(guò)程中也暴露了一些問(wèn)題，必須引起重視。
10kv配電網(wǎng)低壓側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償工作應(yīng)更多地考慮系統(tǒng)的特點(diǎn)，不應(yīng)因電壓等級(jí)低、補(bǔ)償容量小而忽視補(bǔ)償設(shè)備對(duì)系統(tǒng)側(cè)的影響(包括網(wǎng)損)。如果需降損的線路能基于一個(gè)完善的補(bǔ)償方案進(jìn)行改造，則電力系統(tǒng)側(cè)的收益將要比分散的純用戶行為的補(bǔ)償方式大得多。
(1)補(bǔ)償方式問(wèn)題。目前很多部門(mén)無(wú)功補(bǔ)償?shù)某霭l(fā)點(diǎn)還放在用戶側(cè)，即只注意補(bǔ)償用戶的功率因數(shù)，而不是立足于降低電網(wǎng)的損耗。如為提高某電力負(fù)荷的功率因數(shù)，增設(shè)1臺(tái)補(bǔ)償箱，這固然會(huì)對(duì)降損有所幫助，但如果要實(shí)現(xiàn)有效的降損，必須通過(guò)計(jì)算無(wú)功潮流，確定各點(diǎn)的優(yōu)補(bǔ)償量、補(bǔ)償方式，才能使有限的資金發(fā)揮大的效益，這是從電力系統(tǒng)角度考慮問(wèn)題的方法。
(2)諧波問(wèn)題。電容器具備一定的抗諧波能力，但諧波含量過(guò)大時(shí)會(huì)對(duì)電容器的壽命產(chǎn)生影響，甚至造成電容器的過(guò)早損壞，并且由于電容器對(duì)諧波有放大作用，因此使得系統(tǒng)的諧波干擾更嚴(yán)重，此外，動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償柜的控制環(huán)節(jié)，容易受諧波干擾，造成控制失靈，因而在有較大諧波干擾、需考慮補(bǔ)償無(wú)功的地方，同時(shí)也應(yīng)考慮添加濾波裝置，然而這一問(wèn)題常常被忽視，致使一些補(bǔ)償設(shè)備莫名其妙地?fù)p壞，因此在做無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮諧波治理。
(3)無(wú)功倒送問(wèn)題。無(wú)功倒送是電力系統(tǒng)所不允許的，因?yàn)樗鼤?huì)增加線路和變壓器損耗，加重線路負(fù)擔(dān)。無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的生產(chǎn)廠家，雖然都強(qiáng)調(diào)自己的設(shè)備不會(huì)造成無(wú)功倒送，但是實(shí)際情況并非如此。對(duì)于接觸器控制的補(bǔ)償柜，補(bǔ)償量是三相同調(diào)的，對(duì)于晶閘管控制的補(bǔ)償柜，雖然三相的補(bǔ)償量可以分調(diào)，但是很多廠家為了節(jié)約資金，只選擇一相采樣和無(wú)功分析，于是在三相負(fù)荷不對(duì)稱的情況下，就可能造成無(wú)功倒送；至于采用固定電容器補(bǔ)償方式的用戶，在負(fù)荷低谷時(shí)，也可能造成無(wú)功倒送。因此在選擇補(bǔ)償方式時(shí)，應(yīng)充分考慮這一點(diǎn)。
(4)電壓調(diào)節(jié)方式的無(wú)功補(bǔ)償帶來(lái)的問(wèn)題。有些無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備是依據(jù)電壓來(lái)確定無(wú)功投切量的，這有助于保證用戶的電能質(zhì)量，但對(duì)電力系統(tǒng)而言卻并不可取。因?yàn)殡m然線路電壓的波動(dòng)主要由無(wú)功量變化引起，但線路的電壓水平是由系統(tǒng)情況而決定的，當(dāng)線路電壓基準(zhǔn)偏高或偏低時(shí)，無(wú)功的投切量可能與實(shí)際需求相去甚遠(yuǎn)，就會(huì)出現(xiàn)無(wú)功過(guò)補(bǔ)或欠補(bǔ)。
3無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算
補(bǔ)償容量的選擇，要根據(jù)變壓器的負(fù)載率和容量以及線路的負(fù)荷決定。原則是：輕負(fù)荷時(shí)不能向系統(tǒng)倒送無(wú)功，節(jié)能效益達(dá)到大。輕負(fù)荷時(shí)，不同配變所需補(bǔ)償容量不同，當(dāng)補(bǔ)償容量等于低壓側(cè)平均無(wú)功負(fù)荷時(shí)，節(jié)能效益大。綜合考慮高峰所需容量和節(jié)能效益，可按配變?nèi)萘坑?jì)算。
用戶的功率因數(shù)偏低要補(bǔ)償無(wú)功功率，使之達(dá)到電力公司規(guī)定的要求，這是降低網(wǎng)損的主要措施之一。用戶提高功率因數(shù)不外乎兩種方法：一是提高自然功率因數(shù)，讓設(shè)備運(yùn)行于佳狀態(tài)；二是自然功率因數(shù)達(dá)不到要求時(shí)采取無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒?/a>。但將功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)蕉啻蟛潘爿^合理呢?一般資料中都比較籠統(tǒng)地提出將功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)給．95以上，或低，目標(biāo)是達(dá)到規(guī)定的功率因數(shù)，然后是越高越好，盡量使其接近1。這種片面追求高功率因數(shù)的做法是缺乏對(duì)總體經(jīng)濟(jì)效益的考慮。首先，我們看一下有功功率p、無(wú)功功率q和相角φ之間的關(guān)系：
tgφ=q/p
在p不變的情況下(這同實(shí)際用戶負(fù)荷p一定是相似的)tgφ與q的變化關(guān)系：
(1)設(shè)相角為φ1時(shí)有tgφ1，無(wú)功功率q1;

(2)相角為φ2時(shí)有tgφ2，無(wú)功功率q2；
隨著φ值的變化，無(wú)功功率的變化可用下式表示：
△q=ql-q2=p(tgφ1-tgφ2)
在補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程中有一個(gè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題需要考慮。
例如：設(shè)某一有功負(fù)荷p=2000kw，自然力率為0.8?，F(xiàn)需用電容器補(bǔ)償至o.93，經(jīng)計(jì)算需要增加710kvar的電容器。如將力率補(bǔ)償?shù)?.96，經(jīng)計(jì)算需增加920kvar的電容器，則需多用電容器210kvar。按現(xiàn)行市場(chǎng)價(jià)每kvar綜合投資60元計(jì)算，則多投資12600元。與力率0.93時(shí)相比，增加投資約30。對(duì)于實(shí)行按功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的用戶，有人認(rèn)為把力率補(bǔ)償大些可以從減收的電費(fèi)中得到益處。其實(shí)，當(dāng)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9時(shí)，按規(guī)定可減收當(dāng)月全部用電費(fèi)用的百分率很小，而6～l0kv電力補(bǔ)償電容器的年運(yùn)行費(fèi)用卻達(dá)10～17，所以補(bǔ)償量過(guò)大時(shí)取得的經(jīng)濟(jì)效益很少。因此：(1)對(duì)于已運(yùn)行的用戶，采用集中補(bǔ)償或根據(jù)晝夜負(fù)荷變化配合就地補(bǔ)償?shù)霓k法，將力率補(bǔ)償?shù)?.9～0.93為宜，以節(jié)約投資。(2)對(duì)新建企業(yè)用戶，設(shè)計(jì)上選取設(shè)備容量一般都偏大，因此帶來(lái)自然力率偏低的問(wèn)題，建議盡可能使計(jì)算負(fù)荷接近實(shí)際值或以實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷來(lái)確定無(wú)功補(bǔ)償較為合理。
一般可以通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算得到其補(bǔ)償容量：
(1)變電所集中裝設(shè)的補(bǔ)償容量可以按照主變?nèi)萘康?0～40來(lái)選擇。
(2)配電線路上的分散補(bǔ)償容量可以按照"三分之二"法則來(lái)選擇。即：在均勻分布負(fù)荷的配電線路上，安裝電容器的佳容量是該線路平均負(fù)荷的2/3；
(3)電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償以不超過(guò)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的無(wú)功消耗為度，配變低壓側(cè)電容器補(bǔ)償要防止輕負(fù)荷時(shí)向10kv配電網(wǎng)倒送無(wú)功。
無(wú)功補(bǔ)償裝置地點(diǎn)和方式的選擇
補(bǔ)償?shù)陌惭b地點(diǎn)及方式可分為集中補(bǔ)償和分組補(bǔ)償。集中補(bǔ)償通常指裝設(shè)于地區(qū)變電所或高壓供電用戶降壓變電所母線上的高壓電容器組，也包括集中裝設(shè)于電力用戶總配電室低壓母線上的電容器組。其優(yōu)點(diǎn)是易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切，利用率高，維護(hù)方便，事故少，能減少配電網(wǎng)、用戶變壓器及專(zhuān)供線路的無(wú)功負(fù)荷和電能損耗。而分組補(bǔ)償一般裝設(shè)于線路上、配變低壓側(cè)等。
(1)在配電所安裝高壓補(bǔ)償裝置，以平衡高壓側(cè)的無(wú)功功率。在變壓器的高低壓側(cè)，由于勵(lì)磁電流的存在，其功率因數(shù)是不同的。當(dāng)變壓器趨于滿載時(shí)，高壓側(cè)的功率因數(shù)較低壓側(cè)低5左右，輕載時(shí)可達(dá)15左右。如果配電所的無(wú)功補(bǔ)償在高壓側(cè)進(jìn)行，則無(wú)功電流將在低壓輸配電網(wǎng)絡(luò)及變壓器內(nèi)造成有功損耗；如果只在低壓側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，則高壓側(cè)的功率因數(shù)仍會(huì)較低。而用低壓過(guò)補(bǔ)償來(lái)提高高壓側(cè)功率因數(shù)的方法，由于超前的電流同樣造成有功損耗，而且電壓升高會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行，因此是不可取的，所以，高壓側(cè)的無(wú)功負(fù)荷應(yīng)在高壓側(cè)進(jìn)行平衡補(bǔ)償。
(2)在變電所低壓側(cè)安裝低壓補(bǔ)償裝置，以補(bǔ)償負(fù)荷的無(wú)功功率。補(bǔ)償電容分為固定補(bǔ)償與自動(dòng)補(bǔ)償兩部分。變電所配置低壓補(bǔ)償電容，負(fù)責(zé)對(duì)供電區(qū)域進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。因?yàn)橛泄ω?fù)荷是變化的，其無(wú)功負(fù)荷也隨之變化，但不論無(wú)功負(fù)荷如何變化，總可把它分為固定部分和變動(dòng)部分，所以補(bǔ)償電容應(yīng)采取固定補(bǔ)償與自動(dòng)補(bǔ)償相結(jié)合的方法，配置固定補(bǔ)償電容以減少投資，配置自動(dòng)補(bǔ)償電容以滿足補(bǔ)償需要，做到二者兼顧。
(3)隨機(jī)補(bǔ)償。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)功補(bǔ)償裝置距負(fù)荷愈近，則補(bǔ)償效果就愈好，但從經(jīng)濟(jì)效益的觀點(diǎn)出發(fā)，就地隨機(jī)補(bǔ)償是否適宜還要以具體情況來(lái)確定。對(duì)于負(fù)載較小或變載運(yùn)行的配電小區(qū)，采取就地補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ遣贿m宜的：一是不便裝設(shè)，二是利用率低，三是投資大，四是管理不便。所以，就地隨機(jī)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ贿m用于較大工礦企業(yè)。
(4)分組補(bǔ)償。用于負(fù)荷較恒定的配電線路。
選取補(bǔ)償電容2s時(shí)的幾點(diǎn)建議
電容器和大多數(shù)電器不同，當(dāng)其接于電力系統(tǒng)中時(shí)，總是在滿負(fù)荷下運(yùn)行，僅在電壓或頻率波動(dòng)時(shí)，負(fù)荷才稍有變動(dòng)。另外，電容器是以電介質(zhì)為工作介質(zhì)的一種電器，它的設(shè)計(jì)一般是按規(guī)定的使用條件，在可靠的基礎(chǔ)上力求經(jīng)濟(jì)合理，如果在運(yùn)行中電壓、電流和溫度超過(guò)了規(guī)定的限度，就會(huì)導(dǎo)致電容器的壽命縮短，因此應(yīng)嚴(yán)格控制電容器的運(yùn)行條件并在選擇電容器時(shí)注意以下幾點(diǎn)：
(1)過(guò)電壓能力。一般電容器的過(guò)電壓能力至少應(yīng)該能夠達(dá)到1.1倍額定電壓，一些國(guó)外先進(jìn)品牌電容器的過(guò)電壓能力可達(dá)到更高。
(2)耐受短路放電能力。電容器必須能承受在允許的運(yùn)行電壓下由于外部故障所引起的短路放電，此參數(shù)體現(xiàn)了電容器對(duì)外部故障的承受能力。當(dāng)然，還應(yīng)注意電容器的抗涌流能力以及環(huán)境溫度差別等。
另外，由于電容器是接在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的，當(dāng)然也要消耗有功功率，所以也要注意電容器的損耗。
影響功率因數(shù)的主要因素
電力系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)及其它帶有線圈（繞組）的設(shè)備很多。這類(lèi)設(shè)備除了從電源取得一部分電功率作有功用外，還將耗用一部分電功率用來(lái)建立線圈磁場(chǎng)。這就額外地加在了電源的負(fù)坦，功率因數(shù)cosØ(也稱力率）就是反映總電功率中有功功率所占的比例大小。
功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因?yàn)榻涣饔秒娫O(shè)備在其工作過(guò)程中，除消耗有功功率外，還需要無(wú)功功率。當(dāng)有功功率P一定時(shí)，如減少無(wú)功功率Q，則功率因數(shù)便能夠提高。在極端情況下，當(dāng)Q=0時(shí)，則其力率=1。因此提高功率因數(shù)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無(wú)功功率需要量。
影響功率因數(shù)的主要因素
(1)大量的電感性設(shè)備，如異步電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電爐、交流電焊機(jī)等設(shè)備是無(wú)功功率的主要消耗者。據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計(jì)，在工礦企業(yè)所消耗的全部無(wú)功功率中，異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)功消耗占了60％～70％；而在異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)所消耗的無(wú)功又占到電動(dòng)機(jī)總無(wú)功消耗的60％～70％。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。
(2)變壓器消耗的無(wú)功功率一般約為其額定容量的10％～15％，它的空載無(wú)功功率約為滿載時(shí)的1/3。因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)空載運(yùn)行或長(zhǎng)期處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。
(3)供電電壓超出規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大的影響。
當(dāng)供電電壓高于額定值的10％時(shí)，由于磁路飽和的影響，無(wú)功功率將增長(zhǎng)得很快，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)供電電壓為額定值的110％時(shí)，一般無(wú)功將增加35％左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時(shí)，無(wú)功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。所以，應(yīng)當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。
第三章 異步電動(dòng)機(jī)和電力變壓器是耗用無(wú)功功率的主要設(shè)備
異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙是決定異步電動(dòng)機(jī)需要較多無(wú)功的主要因素。而異步電動(dòng)機(jī)所耗用的無(wú)功功率是由其空載時(shí)的無(wú)功功率和一定負(fù)載下無(wú)功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。變壓器消耗無(wú)功的主要成份是它的空載無(wú)功功率，它和負(fù)載率的大小無(wú)關(guān)。因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)空載運(yùn)行或長(zhǎng)其處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。
異步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)很低，在電網(wǎng)負(fù)荷中異步電動(dòng)機(jī)所占的比重較大，是城鄉(xiāng)電網(wǎng)的主要無(wú)功負(fù)荷。它使各級(jí)網(wǎng)損也相應(yīng)增大，盡管在各級(jí)變電所、配電變及各廠礦內(nèi)均裝有集中無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)提高功率因數(shù)，減少電網(wǎng)線損，但集中補(bǔ)償不僅無(wú)法降低低壓電網(wǎng)的線損，而且價(jià)格較貴。特別是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)，隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的，小型家庭式的生產(chǎn)方式在各地較為普遍，家庭織機(jī)、小型砧床、車(chē)床、沖床、碾米機(jī)、脫粒機(jī)等到處都有，加上用戶分散，低壓較長(zhǎng)，采用集中無(wú)功補(bǔ)償，仍不能降低低壓電網(wǎng)的線損。低壓電網(wǎng)的高線損率對(duì)正在實(shí)施的城鄉(xiāng)電網(wǎng)同網(wǎng)同價(jià)政策帶來(lái)困難，因此，必須對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)家庭的異步電動(dòng)機(jī)推廣低價(jià)的就地?zé)o功補(bǔ)償。三相低壓異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償就是一臺(tái)與異步電動(dòng)機(jī)特性相配合的電容器直接并聯(lián)于該電動(dòng)機(jī)，其保護(hù)僅利用原異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，不需要外加其它保護(hù)裝置。?
3.1 相低壓異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)暮锰?br /> 用三相低壓異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償有以下好處：①簡(jiǎn)單、價(jià)低。因?yàn)橹皇窃陔妱?dòng)機(jī)上并聯(lián)一臺(tái)合適的專(zhuān)用電容器就可，不需要外加其它保護(hù)裝置，便于推廣；②不僅能提高低壓電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低了線損，同時(shí)也提高了供電電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低了配電網(wǎng)線損；③對(duì)用戶來(lái)講，節(jié)約了內(nèi)線損耗，減少電費(fèi)，同時(shí)可以不會(huì)因功率因數(shù)不合格而罰款(這對(duì)各廠礦企業(yè)內(nèi)的異步電動(dòng)機(jī)也同樣)。裝置三相低壓異步電動(dòng)機(jī)專(zhuān)用無(wú)功補(bǔ)償電容器，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益；④提高了低壓線路的功率因數(shù)，減少末端電壓波動(dòng)，改善了用戶的電壓，提高了電壓質(zhì)量，也增加了產(chǎn)品數(shù)量及質(zhì)量；⑤因?yàn)檠a(bǔ)償電容器隨電動(dòng)機(jī)投切，只要補(bǔ)償?shù)碾娙萜魅萘颗渲眠m當(dāng)，不存在無(wú)功過(guò)補(bǔ)償，有較為理想的補(bǔ)償效果。
用三相低壓異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償是一種經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、高效、可靠的無(wú)功補(bǔ)償方法，應(yīng)在廣大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和工礦企業(yè)推廣。為什么一個(gè)合適容量的電容器可以與異步電動(dòng)機(jī)直接并聯(lián)，而不需要外加其它保護(hù)裝置，僅利用原異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)就可，而且是一種經(jīng)濟(jì)的無(wú)功補(bǔ)償。這是因?yàn)椋?br /> 異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)所需要的無(wú)功功率從異步電動(dòng)機(jī)的等效電路中可知由兩部分組成：一部分是勵(lì)磁支路所需的無(wú)功功率；另一部分是負(fù)荷支路所需的無(wú)功功率。小容量的異步電動(dòng)機(jī)主要是勵(lì)磁支路所需的無(wú)功功率，當(dāng)負(fù)荷從由零到滿載時(shí)，其變化很小，隨負(fù)荷的增加而略有下降；而負(fù)荷支路所需的無(wú)功功率隨負(fù)荷增加而增加，其值一般要比勵(lì)磁支路所需的無(wú)功功率要小，異步電動(dòng)機(jī)容量越小，相對(duì)的比例也越小。小容量的異步電動(dòng)機(jī)從空載到滿載，其總的無(wú)功功率的變化不大，以Y801.2(0.75kW)為例，空載時(shí)無(wú)功功率為0.531kvar，而滿載時(shí)為0.646kvar。
異步電動(dòng)機(jī)隨著容量的增大，從空載到滿載所需的總無(wú)功功率變化相應(yīng)加大，如Y165L-2(18.5kW)，空載時(shí)所需無(wú)功功率5.343kvar，而滿載時(shí)為10.651kvar。但一般空載與滿載的無(wú)功功率之比約為0.5以上。因此，對(duì)低壓異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償，其并聯(lián)電容器在運(yùn)行時(shí)的實(shí)際補(bǔ)償容量，只要能補(bǔ)償其勵(lì)磁功率，就能使異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的功率因數(shù)在負(fù)載率從40%～100%都有較高值(0.9以上)，而低負(fù)載時(shí)，其功率因數(shù)雖不能達(dá)到0.9左右，但由于所需的無(wú)功功率量很小，因此產(chǎn)生的線損不大，而比無(wú)補(bǔ)償時(shí)降低了很多。
②由于異步電動(dòng)機(jī)本身就是很好的放電線圈，所以在異步電動(dòng)機(jī)外加電源電壓失去時(shí)，三相低壓異步電動(dòng)機(jī)專(zhuān)用無(wú)功補(bǔ)償電容器可以向異步電動(dòng)機(jī)放電，使電容器端電壓很快下降到零，在電網(wǎng)電壓復(fù)現(xiàn)(電網(wǎng)“重合閘”成功)時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓。因此，異步電動(dòng)機(jī)與電容器并聯(lián)之間不能加裝熔斷器保護(hù)或開(kāi)關(guān)，異步電動(dòng)機(jī)與電容器應(yīng)同時(shí)投入或斷開(kāi)。
③由于并聯(lián)電容器在異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓下，所產(chǎn)生的無(wú)功功率小于異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓下空載時(shí)需要的勵(lì)磁功率(略小于空載無(wú)功功率)。當(dāng)電壓上升時(shí)，電容器所產(chǎn)生的無(wú)功功率隨電壓的平方增加，而異步電動(dòng)機(jī)因鐵芯的磁飽和，其需要的無(wú)功功率增加將大于電容器的無(wú)功功率增加；當(dāng)電壓下降時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)和電容器的無(wú)功功率幾乎都將隨電壓的平方下降。因此，并聯(lián)電容器的補(bǔ)償容量在運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的無(wú)功功率，總小于異步電動(dòng)機(jī)的不同負(fù)載下所需的無(wú)功功率。因此，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)補(bǔ)償。
④由于電容器的無(wú)功功率比補(bǔ)償異步電動(dòng)機(jī)空載無(wú)功功率要略小于一點(diǎn)，也就是說(shuō)僅為勵(lì)磁功率，因此，也就不會(huì)產(chǎn)生異步電動(dòng)機(jī)的自勵(lì)現(xiàn)象。QC1、QC2、QC3為三相低壓異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償電容器的電壓電流曲線，在運(yùn)行電壓為E1B時(shí)，電容器的無(wú)功電流分別為I0C、I0B、I0A，其中I0B就是異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，I0C大于異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流I0B、I0A，小于異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流I0B。若電容器的電壓電流曲線為QC3，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)與專(zhuān)用電容器在電源斷開(kāi)后，為簡(jiǎn)化分析，假定不考慮異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載和損耗、電容器的損耗，由于異步電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子鐵芯的磁回路殘存的磁場(chǎng)產(chǎn)生的微小電壓E0，使電容器產(chǎn)生微弱進(jìn)相電流，電容器的進(jìn)相電流又促使異步電動(dòng)機(jī)的磁通增大，而異步電動(dòng)機(jī)的磁通增大又使其產(chǎn)生的電壓增大，異步電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)產(chǎn)生的電壓增大，又使電容器的進(jìn)相電流進(jìn)一步增大，這樣，異步電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)產(chǎn)生的電壓與電容器的進(jìn)相電流反復(fù)相互作用，使勵(lì)磁電流所感應(yīng)電壓從K點(diǎn)不斷呈階梯上升到C點(diǎn)(電容器電壓電流曲線QC3與異步電動(dòng)機(jī)磁飽和曲線交點(diǎn))，達(dá)到相應(yīng)E1C，而E1C大大超過(guò)異步電動(dòng)機(jī)與電容器的額定電壓E1B，這就是自勵(lì)磁現(xiàn)象。由于異步電動(dòng)機(jī)在空載的情況下，也有損耗，因此，勵(lì)磁電流所感應(yīng)電壓實(shí)際上將比E1C要低。如果電容器的電壓電流曲線為QC1、QC2，即使不考慮異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載和損耗、電容器的損耗，其勵(lì)磁電流所感應(yīng)電壓從K點(diǎn)不斷呈現(xiàn)階梯上升到A(電容器電壓電流曲線QC1與異步電動(dòng)機(jī)磁飽和曲線交點(diǎn))或B(電容器電壓電流曲線QC2與異步電動(dòng)機(jī)磁飽和曲線交點(diǎn))點(diǎn)，達(dá)到相應(yīng)電壓E1A、E1B，就不可能出現(xiàn)勵(lì)磁電流所感應(yīng)電壓高于異步電動(dòng)機(jī)與電容器的額定電壓的自勵(lì)磁現(xiàn)象。從上可知，只要電容器僅補(bǔ)償異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁功率，就不會(huì)產(chǎn)生異步電動(dòng)機(jī)的自勵(lì)磁現(xiàn)象。
⑤對(duì)于家庭式的異步電動(dòng)機(jī)采用三相低壓異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)男允敲黠@的，因?yàn)樗绕渌麖?fù)雜的無(wú)功補(bǔ)償要便宜得很多。就是對(duì)無(wú)功負(fù)荷僅為異步電動(dòng)機(jī)的工礦、等也是經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)殡m然它裝置的總無(wú)功容量要為集中的無(wú)功裝置的3～4倍，但集中無(wú)功補(bǔ)償裝置的單位容量的費(fèi)用卻為單臺(tái)電容器的4～6倍左右，異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償總費(fèi)用要比集中的無(wú)功補(bǔ)償裝置少。而且用三相低壓異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償電容器可降低工礦、企業(yè)內(nèi)的低壓電網(wǎng)損失，節(jié)約了能源，減少了電費(fèi)支出。?
⑥三相低壓異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償電容器可選用常用的低壓自愈式金屬化膜電容器，該電容器以金屬化聚丙烯薄膜作電極和介質(zhì)，其產(chǎn)品具有自愈性，并且有重量輕、體積小、損耗低等優(yōu)點(diǎn)，特別是價(jià)格低。考慮到鄉(xiāng)鎮(zhèn)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大，后半夜稍偏高，加上無(wú)功補(bǔ)償后，電壓要相應(yīng)提高一點(diǎn)，電容器的額定電壓宜選用常規(guī)的400V產(chǎn)品。但要求電容器接線端子、引線等帶電體不能外露，以保安全。
綜合以上所說(shuō)，可明顯得出：三相低壓異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償是一種經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、高效、可靠的無(wú)功補(bǔ)償，不僅適合鄉(xiāng)鎮(zhèn)分散的加、家庭式工業(yè)內(nèi)裝置的異步電動(dòng)機(jī)，而且對(duì)工礦的異步電動(dòng)機(jī)也同樣適合。它是降低低壓供電網(wǎng)和電表后的內(nèi)線損耗的有效方法。曾在杭州市余杭區(qū)、臨安縣的家庭每臺(tái)織機(jī)中裝置三相低壓異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償電容器，取得了較為理想的效果。
3.2 Y系列、J02系列常用小型三相異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償電容器配置容量
由于異步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償電容器容量要根據(jù)各種規(guī)格電動(dòng)機(jī)，在不同負(fù)載下所需的無(wú)功功率以及電容器容量誤差等因素來(lái)選擇，不能簡(jiǎn)單地用0.4乘電動(dòng)機(jī)的額定容量來(lái)確定。這因?yàn)椴煌盗?、不同容量、不同極數(shù)其空載的無(wú)功功率與電動(dòng)機(jī)的額定功率之比相差是很大的，三相低壓異步電動(dòng)機(jī)專(zhuān)用無(wú)功補(bǔ)償電容器容量的選擇既要考慮到盡量減少不同規(guī)格數(shù)量，要考慮一種規(guī)格盡可能多適用于幾種異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，同時(shí)又要保證異步電動(dòng)機(jī)在不同的負(fù)載時(shí)功率因數(shù)滿足補(bǔ)償要求和不發(fā)生自勵(lì)磁現(xiàn)象的過(guò)電壓。?
3.3變壓器的無(wú)功消耗
變壓器的無(wú)功消耗和有功損耗一樣，也由鐵損和銅損組成。變壓器的無(wú)功消耗可由下式求得：

由于變壓器的無(wú)功消耗，尤其是空載無(wú)功消耗很大，因此變壓器本身的功率因數(shù)很低。
變壓器無(wú)功消耗對(duì)功率因數(shù)的影響
在考核用戶的功率因數(shù)時(shí)，通常是考核變壓器一次側(cè)的功率因數(shù)值，即變壓器消耗的有功和無(wú)功電量也參與功率因數(shù)的計(jì)算。如果是高壓計(jì)量的用戶，變壓器消耗的有功和無(wú)功電量已經(jīng)走表，這時(shí)按電能表抄見(jiàn)電量計(jì)算的功率因數(shù)值即為一次功率因數(shù)；如果是低壓計(jì)量用戶，則應(yīng)將電能表的抄見(jiàn)電量加上變壓器消耗的有功和無(wú)功電量計(jì)算出的功率因數(shù)值為一次功率因數(shù)。計(jì)量方式對(duì)計(jì)算功率因數(shù)沒(méi)有影響，而對(duì)一次功率因數(shù)有影響的是變壓器的負(fù)載率和負(fù)荷的功率因數(shù)。負(fù)載率越低，對(duì)一次功率因數(shù)影響就越大，反之越小。負(fù)載率是由生產(chǎn)用電狀況所決定的，而負(fù)荷功率因數(shù)是可以通過(guò)電容器補(bǔ)償提高的。我們要討論的是當(dāng)變壓器的二次負(fù)荷技電容器補(bǔ)償后，二次功率因數(shù)已達(dá)到 0 ． 95 以上時(shí)，由于變壓器的負(fù)載率低，造成了變壓器的無(wú)功消耗對(duì)一次功率因數(shù)的影響。
下面以實(shí)例加以說(shuō)明。這里通過(guò)計(jì)算求出變壓器的無(wú)功消耗及其一次功率因數(shù)。計(jì)算出的一次功率因數(shù)值同一次計(jì)量的功率因數(shù)值相等。
某用戶變壓器為 SJ 型 10kV ， 320kVA ，短路電壓 UK% 為 4 ． 5% ，空載電流 I0 ％為 7 ％，空載損耗 P0- 為 1 ． 4kW ，銅損 PK 為 5 .7kW ，低壓電能表月實(shí)抄電量的有功為 54720kW · h ，無(wú)功為 17920kvar · h ，二次側(cè)有電容器補(bǔ)償。

1．計(jì)算變壓器的有功損耗變壓器的電阻

在低壓功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償中，電容器投在變壓器的二次側(cè)，自動(dòng)控制器按變壓器二次負(fù)荷的相位角[FS:Page] ø2 的大小控制電容器的投切，因此變壓器的無(wú)功消耗得不到補(bǔ)償；在變壓器空載時(shí)，由于變壓器二次沒(méi)有負(fù)荷電流，自動(dòng)控制器停止工作，變壓器的空載無(wú)功損耗也得不到補(bǔ)償。對(duì)于變壓器無(wú)功消耗的補(bǔ)償，過(guò)去也曾采取一些措施，但效果不佳。本文提出在低壓功率因數(shù)自動(dòng)補(bǔ)償中，改變控制器原接線方式．使自動(dòng)控制器按一次相位角 ø1 的大小來(lái)控制電容器的投切，這樣即能補(bǔ)償可變無(wú)功消耗及空載無(wú)功消耗，又能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償?shù)男Ч?br /> 1.結(jié)線方式。原電壓回路不變，電流改接到變壓器一次側(cè)互感器二次回路。由于 ø1 ＞ ø2 ，從而達(dá)到補(bǔ)償變壓器無(wú)功消耗的目的。
2.靈敏度。按變壓器一次相位進(jìn)行控制。當(dāng)變壓器空載時(shí)，變壓器的一次電流只有變壓器的空載電流，那么變壓器的空載電流能否滿足控制器工作電流，我們以 S7 型 315kVA 變壓器為例來(lái)說(shuō)明。一般控制器的靈敏度為 50mA ， 315kVA 變壓器一次側(cè)額定電流為 18 ． 18A 、空載電流百分?jǐn)?shù)為 2.3 ％，實(shí)際選配的電流互感器變比為 20 ／ 5 ，則：


3.2.4供電電壓超出規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大的影響
當(dāng)供電電壓高于額定值的10%時(shí)，由于磁路飽和的影響，無(wú)功功率將增長(zhǎng)得很快，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)供電電壓為額定值的110%時(shí)，一般工廠的無(wú)功將增加35%左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時(shí)，無(wú)功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。所以，應(yīng)當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。
3.2.5電網(wǎng)頻率的波動(dòng)也會(huì)對(duì)異步電機(jī)和變壓器的磁化無(wú)功功率造成一定的影響
電力系統(tǒng)中的所有電氣設(shè)備都有額定工作電壓和頻率。電氣設(shè)備在其額定電壓和頻率下工作時(shí)，其綜合經(jīng)濟(jì)效果好。例如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，若電壓偏高，雖然轉(zhuǎn)矩增大，但電流也增大，溫度增高，將使電動(dòng)機(jī)絕緣嚴(yán)重受損，縮短使用壽命；若電壓偏低，則轉(zhuǎn)矩將按電壓二次方減少，而在負(fù)荷轉(zhuǎn)矩要求一定的情況下，繞組電流必然增大，并使電動(dòng)機(jī)絕緣受損，縮短使用壽命；若電源頻率偏高或偏低，也將嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和使用壽命。我國(guó)采用的　供電頻率(簡(jiǎn)稱"工頻”)為50Hz，頻率偏差范圍一般規(guī)定為±0．5Hz。又如熱輻射光源，若電壓偏高，其使用壽命將大大縮短；若電壓偏低，則光源照度將明顯變暗，嚴(yán)重影響工作效率和人的視力健康?？梢?jiàn)電網(wǎng)電壓波動(dòng)將影響電氣設(shè)備的正常工作和使用壽命。因此，電壓、頻率和供電連續(xù)可靠，是表征電能質(zhì)量的基本指標(biāo)。
高次諧波電流通過(guò)變壓器，可使變壓器的鐵心損耗明顯增加，從而使變壓器過(guò)熱，縮短使用壽命。高次諧波電流通過(guò)交流電動(dòng)機(jī)，不僅會(huì)使電動(dòng)機(jī)鐵心損耗明顯增加，而且還將會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生振動(dòng)，嚴(yán)重影響機(jī)械加工的產(chǎn)品質(zhì)量。高次諧波對(duì)電容器的影響更為突出，含有高次諧波的電壓加在電容器兩端時(shí)，由于電容器對(duì)高次諧波的阻抗很小，電容器極易因過(guò)負(fù)荷而燒壞。此外，高次諧波電流可使電力線路的能耗增加，使計(jì)算電費(fèi)的感應(yīng)式電度表的計(jì)量不準(zhǔn)確；還可能使電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振，在線路上引起過(guò)電壓攀升，有可能擊穿線路設(shè)備的絕緣。高次諧波的存在，還可能使系統(tǒng)的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)，并可對(duì)附近的通信設(shè)備和線路產(chǎn)生信號(hào)干擾。
第四章低壓配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒?br />
提高功率因數(shù)的主要方法是采用低壓無(wú)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。

4.1隨機(jī)補(bǔ)償
隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器組與電動(dòng)機(jī)并接，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)償電動(dòng)機(jī)的無(wú)功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無(wú)功為主，此種方式可較好地限制用電單位無(wú)功負(fù)荷。
隨機(jī)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，而且不需頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活，維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等。
為防止電機(jī)退出運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生自激過(guò)電壓，補(bǔ)償容量一般不應(yīng)大于電機(jī)的空載無(wú)功，即：Qc≤√3UeIo，通常推薦Qc=(0.95∽0.98)√3 UeIo。

4.2隨器補(bǔ)償
隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過(guò)低壓保險(xiǎn)接在配電變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無(wú)功的補(bǔ)償方式。配變?cè)谳p載或空載時(shí)的無(wú)功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵(lì)磁無(wú)功，配變空載無(wú)功是用電單位無(wú)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)致電費(fèi)單價(jià)的增加。
隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便、能有效地補(bǔ)償配變空載無(wú)功，限制農(nóng)網(wǎng)無(wú)功基荷，使該部分無(wú)功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無(wú)功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前補(bǔ)償無(wú)功有效的手段之一。
1 隨器補(bǔ)償電容器
(1)隨器補(bǔ)償?shù)碾娙萜髦饕脕?lái)補(bǔ)償變壓器的空載無(wú)功損耗，所以其容量應(yīng)按變壓器容量的5%～7%選定。
(2)隨器補(bǔ)償電容器應(yīng)安裝在配電屏總開(kāi)關(guān)的前面。有的安裝在配電屏的母線上，這樣就會(huì)出現(xiàn)低壓線路停電檢修時(shí)，由于電容器還未來(lái)得及放電而造成低壓線路觸電事故。
(3)電容器接線必須牢固，以防電容器出現(xiàn)斷線、缺相運(yùn)行，造成三相電壓不平衡，嚴(yán)重時(shí)某相對(duì)地電壓超過(guò)220V，從而損壞電容器和其他電器設(shè)備。好采用具有缺相保護(hù)功能的斷路器，確保電容器安全運(yùn)行。
2 隨線補(bǔ)償電容器
(1)隨線補(bǔ)償?shù)碾娙萜鲬?yīng)安裝在支線熔斷器以后，以便于電容器的檢修。每組電容器的容量不宜超過(guò)200kvar，以便于電容器的放電。
(2)在有隨線補(bǔ)償電容器的線路停電時(shí)，應(yīng)間隔20min再送電(20min后，電容器通過(guò)變壓器自放電的過(guò)程基本完畢)，否則會(huì)出現(xiàn)帶電荷合電容器的現(xiàn)象，就會(huì)損壞電容器。
(3)電容器所有熔斷器的熔絲應(yīng)按電容器額定電流的1.5～2.5倍選，且三相熔絲要選的一樣粗細(xì)，以防一相熔絲熔斷，出現(xiàn)電容器缺相運(yùn)行，這樣容易出現(xiàn)諧振過(guò)電壓，從而損壞電容器和其他電器設(shè)備。
(4)在檢修時(shí)如果電容器兩極直接放電，會(huì)損壞電容器，并造成事故。正確放電過(guò)程如下：
①電容器停電時(shí)，應(yīng)先使電容器所在的支線停電，使電容器通過(guò)該支線上的配電變壓器進(jìn)行自放電，一般需要經(jīng)過(guò)20min。
②自放電完成后，要用接地線使電容器各極分別對(duì)地放電。
③用三根接地線的一端分別連接電容器的三級(jí)，另一端接在一起，進(jìn)行直接放電。這時(shí)就可以對(duì)電容器進(jìn)行檢修工作。

4.3跟蹤補(bǔ)償

跟蹤補(bǔ)償是指以無(wú)功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶0.4kv母線上的補(bǔ)償方式。適用于100kVA以上的專(zhuān)用配變用戶，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)工作量小，比前兩種補(bǔ)償方式壽命相對(duì)延長(zhǎng)、運(yùn)行更可靠。但缺點(diǎn)是控制保護(hù)裝置復(fù)雜、首期投資相對(duì)較大。但當(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。
主要有3種：定值補(bǔ)償式、電流跟蹤式、電壓跟蹤式。
1、定值補(bǔ)償式
定值補(bǔ)償式補(bǔ)償器根據(jù)其工作原理可以分為有源定值補(bǔ)償器和無(wú)源定值補(bǔ)償器。無(wú)源定值補(bǔ)償器的工作原理是利用自禍變壓器補(bǔ)償比差，利用移相器補(bǔ)償角差。利用此補(bǔ)償器可以將電能表計(jì)端電壓與電壓互感器二次端電壓幅值與相位調(diào)至相等，從而達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康?。這種補(bǔ)償器可以對(duì)回路阻抗和回路電流一定的線路調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓，使二次壓降為零。但如果二次回路阻抗或電流發(fā)生變化，例如熔體電阻或端子接觸電阻增大或電壓互感器二次負(fù)載電流發(fā)生改變，這種補(bǔ)償器就不能適應(yīng)了。采用無(wú)源定值補(bǔ)償裝置，可靠性相對(duì)較高。
有源定值補(bǔ)償器的工作原理是在電壓互感器二次回路中計(jì)量?jī)x表接入端口處串入一個(gè)定值的電壓源，達(dá)到提高計(jì)量?jī)x表的入口電勢(shì)以抵消二次壓降影響的目的。當(dāng)電壓互感器二次回路阻抗和回路電流一定時(shí)，調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓，使二次壓降接近于零，但二次回路阻抗或電流發(fā)生變化時(shí)，這種補(bǔ)償器就不適應(yīng)了。
總之，定值補(bǔ)償器在電壓互感器二次回路阻抗和回路電流不變的前提下，能夠?qū)Χ螇航颠M(jìn)行有效補(bǔ)償，由于不能跟蹤電壓互感器二次回路阻抗和回路電流發(fā)生變化而引起二次壓降的變化，因此不可避免地引起電壓互感器二次綜合壓降欠補(bǔ)償或過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象發(fā)生。由此可以說(shuō)，定值補(bǔ)償裝置（無(wú)論是有源的，還是無(wú)源的）在設(shè)計(jì)時(shí)就存在缺陷，是絕對(duì)禁止用于二次壓降補(bǔ)償?shù)摹?br /> 2、電流跟蹤式
電流跟蹤式補(bǔ)償器基本原理是利用電子線路通過(guò)對(duì)電壓互感器二次回路電流的跟蹤產(chǎn)生一個(gè)與二次回路阻抗大小相等的負(fù)阻抗，終使二次回路總阻抗等效為零。這樣，即使有PT二次回路電流的存在，由于回路阻抗為零，壓降也為零。這種補(bǔ)償器對(duì)于二次線路較長(zhǎng)的，可補(bǔ)償線阻。對(duì)于PT二次負(fù)載不穩(wěn)定、二次電流變化的回路，由于二次回路總阻抗等效為零，可以保持壓降為零。但對(duì)于二次回路阻抗變化的情況，則不能自動(dòng)跟蹤，也就是說(shuō)，如果熔體電阻或接點(diǎn)接觸電阻發(fā)生改變，則回路等效阻抗就不為零了，這是該補(bǔ)償器的局限性。
換句話就是說(shuō)，電流跟蹤式補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)前提是電壓互感器二次回路阻抗不變，只要跟蹤二次回路變化的電流就可以達(dá)到補(bǔ)償二次壓降的目的。從前面對(duì)二次回路阻抗的特性分析可以看出，電壓互感器二次回路阻抗是變化的，且具有一定隨機(jī)性，顯然電流跟蹤式補(bǔ)償器同樣存在設(shè)計(jì)缺陷，可能造成過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償現(xiàn)象的發(fā)生，因而也是絕對(duì)禁止用于二次壓降補(bǔ)償?shù)摹?br /> 3、電壓跟蹤式
電壓跟蹤式補(bǔ)償器的原理是通過(guò)一取樣電纜，將電壓互感器二次端電壓信號(hào)與電能表計(jì)端電壓信號(hào)進(jìn)行比較，以產(chǎn)生1個(gè)與二次回路壓降大小相等，方向相反的電壓疊加于電壓互感器二次回路，使電壓互感器二次回路電壓降等效為零。當(dāng)電壓互感器二次回路電流或阻抗改變導(dǎo)致回路電壓改變時(shí)，補(bǔ)償器自動(dòng)跟蹤壓降的變化并產(chǎn)生相應(yīng)變化的補(bǔ)償電壓疊加于電壓互感器二次回路，以保持回路壓降始終為零。因而這種補(bǔ)償器幾乎適用于所有場(chǎng)合，唯一不足的是需同時(shí)敷設(shè)一條從電壓互感器二次端電壓信號(hào)取樣的電纜。
低壓無(wú)功補(bǔ)償成套裝置主要應(yīng)用于城鄉(xiāng)配電網(wǎng)公用變臺(tái)。
低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置七大特點(diǎn):
1.獨(dú)特的電容補(bǔ)償方式。
2.先進(jìn)的智能型無(wú)功控制策略。
3.先進(jìn)的配電監(jiān)控終端。
4.先進(jìn)的電容投切開(kāi)關(guān)。
5.充分的防護(hù)設(shè)計(jì)。
6.充分的安全設(shè)計(jì)。
7.充分的獨(dú)特的模塊化設(shè)計(jì)
電容器的容量Q＝ω×C×U×U＝2×π×f×C×U×U
4.4低壓無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)注意的問(wèn)題
1無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇
無(wú)功補(bǔ)償按工作特性可分為靜態(tài)補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。靜態(tài)補(bǔ)償一般采用機(jī)械式接觸器投切電容器組，適用于負(fù)載變化比較小的場(chǎng)合。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償是以晶閘管作為執(zhí)行元件，用工業(yè)ＰＣ機(jī)進(jìn)行控制，通過(guò)跟蹤檢測(cè)負(fù)荷的無(wú)功電流或無(wú)功功率，對(duì)多級(jí)電容器組進(jìn)行分組投切。晶閘管作為無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)能快速通斷，不產(chǎn)生電弧及噪聲。采用晶閘管開(kāi)關(guān)，電容器無(wú)需放電即可重投，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間在１個(gè)周期（20ms）之內(nèi)，能實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地跟蹤補(bǔ)償，從而提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量。另外，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆窒嗤肚泄δ芸梢允狗窒嘌a(bǔ)償?shù)靡詫?shí)現(xiàn)。因靜態(tài)補(bǔ)償投入成本較低，得到眾多用戶的初步選擇。但一味地追求成本低，使用靜態(tài)補(bǔ)償，而不考慮具體負(fù)載的情況，那電容補(bǔ)償就不會(huì)達(dá)到滿意的效果。
我們?cè)O(shè)計(jì)選用補(bǔ)償裝置時(shí)一定要根據(jù)實(shí)際情況，綜合考慮，決定是選用靜態(tài)補(bǔ)償裝置還是動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。如用電設(shè)備是個(gè)大功率的提升設(shè)備，其提升速度很快，導(dǎo)致用電負(fù)載的急劇變化，而其采用的是靜態(tài)補(bǔ)償，但靜態(tài)補(bǔ)償裝置的反應(yīng)速度及投切速度根本跟不上負(fù)載的變化。其實(shí)這種場(chǎng)合不適宜采用靜態(tài)補(bǔ)償，而應(yīng)采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，利用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置反應(yīng)靈敏、投切速度快的特點(diǎn)，根據(jù)負(fù)載的變化，決定是否投切。
2采樣電流的選擇
無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償投切裝置工作原理是：裝置采集電網(wǎng)中電流、電壓，并對(duì)其大小、相位進(jìn)行比較，決定是否投切電容器。正常用電中補(bǔ)償裝置電壓一經(jīng)確定，一般不會(huì)變化，變化的主要是電流，而此電流選用是否得當(dāng)，會(huì)影響電容補(bǔ)償裝置的正確工作。我們?cè)龅竭^(guò)兩例。
例1：我公司曾為江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院低壓配電室做過(guò)一批GCK配電柜，用戶反映電容補(bǔ)償柜工作不正常。經(jīng)調(diào)試和分析，發(fā)現(xiàn)是采樣電流接錯(cuò)了。原來(lái)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中采樣裝在Ａ相上，而現(xiàn)場(chǎng)安裝到C相上，導(dǎo)致補(bǔ)償裝置采集不到正確信息而不能正常工作。后經(jīng)調(diào)整，重新設(shè)置，補(bǔ)償柜正常工作，功率因數(shù)提高到正常設(shè)定值。
例2：鎮(zhèn)江某一銅加工企業(yè)，在功率因數(shù)很低的情況下，電容器不能自動(dòng)投入，手動(dòng)投入了幾組電容器，功率因數(shù)卻沒(méi)有多大變化。經(jīng)檢查分析，采樣電流應(yīng)取自進(jìn)線柜，即采樣電流互感器要裝于進(jìn)線柜上，而這里卻把采樣電流互感器裝到出線柜上，導(dǎo)致裝置采集了錯(cuò)誤的電流信號(hào)而不能正常工作。
從以上兩例可以看出，采樣電流互感器必須安裝在進(jìn)線柜，也就是此互感器上的電流應(yīng)能反映電容柜所要補(bǔ)償?shù)恼麄€(gè)線路的負(fù)載的變化情況。另外，采樣電流互感器所接的相位還必須和電容投切補(bǔ)償裝置所采用的電壓相位相配合。這樣才能保證裝置采集到正確的比對(duì)信號(hào)，根據(jù)負(fù)載的實(shí)際情況決定是否投切電容器，才能有效地提高負(fù)載的功率因數(shù)。
3無(wú)功補(bǔ)償方式的選擇
無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償按性質(zhì)分為三相電容自動(dòng)補(bǔ)償和分相電容自動(dòng)補(bǔ)償。
三相電容自動(dòng)補(bǔ)償適用于三相負(fù)載平衡的供配電系統(tǒng)。因三相回路平衡，回路中無(wú)功電流相同，所以在補(bǔ)償時(shí)，調(diào)節(jié)無(wú)功功率參數(shù)的信號(hào)取自三相中的任意一相，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，三相同時(shí)投切可保證三相電壓的質(zhì)量。三相電容自動(dòng)補(bǔ)償適用于有大量的三相用電設(shè)備的廠礦企業(yè)中，如我們以上所述均為三相電容自動(dòng)補(bǔ)償，但有的時(shí)候卻不宜采用三相電容自動(dòng)補(bǔ)償，因?yàn)檫_(dá)不到補(bǔ)償?shù)募研Ч?br /> 在民用中大量使用的是單相負(fù)荷，照明、空調(diào)等由于負(fù)荷變化的隨機(jī)性大，容易造成三相負(fù)荷的嚴(yán)重不平衡，尤其是住宅樓的用電在運(yùn)行中三相不平衡更為嚴(yán)重。由于調(diào)節(jié)補(bǔ)償無(wú)功功率的電流采樣信號(hào)取自三相中的任意一相，這樣就會(huì)造成未檢測(cè)的兩相要么過(guò)補(bǔ)償，要么欠補(bǔ)償。如果過(guò)補(bǔ)償，則補(bǔ)償相的回路電流增大，線路及斷路器等設(shè)備由于電流的增加而導(dǎo)致發(fā)熱被燒壞。這種情況下用傳統(tǒng)的三相無(wú)功補(bǔ)償方式，不但不節(jié)能，反而浪費(fèi)資源，難以對(duì)系統(tǒng)的無(wú)功功率進(jìn)行有效補(bǔ)償，而且補(bǔ)償過(guò)程中所產(chǎn)生的過(guò)、欠補(bǔ)償?shù)缺锥烁鼘?duì)整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的危害。
對(duì)于三相不平衡，用電系統(tǒng)采用分相電容自動(dòng)補(bǔ)償裝置是解決問(wèn)題的一種較好辦法，其原理是調(diào)節(jié)無(wú)功功率的采樣電流信號(hào)分別取自三相中的每一相，根據(jù)每相感性負(fù)載的大小和功率的高低進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，對(duì)其它相不產(chǎn)生相互影響，故不會(huì)產(chǎn)生欠補(bǔ)償和過(guò)補(bǔ)償?shù)那闆r，這就是分相動(dòng)態(tài)補(bǔ)償優(yōu)越性的具體運(yùn)用。分相動(dòng)態(tài)自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償能自動(dòng)檢測(cè)各相負(fù)載的功率，同時(shí)自動(dòng)分相投入各相所需的電容補(bǔ)償量，以使各相的無(wú)功功率補(bǔ)償達(dá)到佳狀態(tài)，對(duì)于大量使用單相用電負(fù)載，易產(chǎn)生三相不平衡的用電單位如住宅小區(qū)、賓館、飯店、大型商場(chǎng)等民用建筑的配電系統(tǒng)宜選用。它有提高功率因數(shù)、改善電壓質(zhì)量、節(jié)約用電、增大變壓器有功容量等顯著效果，滿足了供用電的要求。
目前低壓補(bǔ)償電容器技術(shù)和自動(dòng)投切裝置制造質(zhì)量都有了很大提高，筆者認(rèn)為在這類(lèi)民用建筑的配電系統(tǒng)中分組設(shè)置補(bǔ)償電容，即根據(jù)使用功能區(qū)分，在用電較集中、電氣設(shè)備功率較大的配電箱處設(shè)置電容補(bǔ)償裝置較為適宜。分組補(bǔ)償可提高設(shè)備利用率，減少線路中損耗。因此，對(duì)于大型商場(chǎng)、寫(xiě)字樓等大量使用低電壓設(shè)備的民用建筑設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)具體情況采用分組補(bǔ)償方式比較合理。
4關(guān)于實(shí)時(shí)無(wú)功補(bǔ)償?shù)奶接懠捌浣鉀Q方案
隨著我國(guó)電力工業(yè)的迅猛壯大，電網(wǎng)逐步擴(kuò)張，電力負(fù)荷增長(zhǎng)很快，電壓等級(jí)越來(lái)越高，電網(wǎng)、發(fā)電廠以及單機(jī)容量也越來(lái)越大，電網(wǎng)覆蓋的地理面積在不斷擴(kuò)大。但是，由于地理環(huán)境、燃料運(yùn)輸、水資源及經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模等諸多因素的影響，致使電源(發(fā)電廠)分布不均衡，要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和優(yōu)良的電能質(zhì)量，就必須解決遠(yuǎn)距離輸電、電壓調(diào)節(jié)及無(wú)功補(bǔ)償?shù)葐?wèn)題。
電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，電壓質(zhì)量對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定及電力設(shè)備安全運(yùn)行、線路損失、工農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量、用電單耗和人民生活用電都有直接影響。無(wú)功電力是影響電壓質(zhì)量的一個(gè)重要因素，電壓質(zhì)量與無(wú)功是密不可分的，可以說(shuō)，電壓?jiǎn)栴}本質(zhì)上就是無(wú)功問(wèn)題。解決好無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題，具有十分重要的意義。
目前，許多地方電力系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償和電壓調(diào)節(jié)依然采用傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式，有載調(diào)壓變壓器、靜電電容器等只能手動(dòng)調(diào)節(jié)和投切,不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電壓調(diào)節(jié)或無(wú)功補(bǔ)償。因此，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)無(wú)功補(bǔ)償以保證電力系統(tǒng)電壓的連續(xù)穩(wěn)定性，是本文研究和探討的主要方向。