& & 功率因数是指电力网中线路的供给的消耗所占百分数。在电力网的运行中，我们所希望的是功率因数越大越好，如能做到这一点，则中的视在功率将大部分用来供给有功功率，以减少的消耗。用户功率因数的高低，对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着显著的影响。适当提高用户的功率因数，不但可以充分的发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。因此，对于全国广大供电企业、特别是对现阶段全国性的一些改造后的农村电网来说，若能有效的搞好低压补偿，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，改善提高用户功率因数，而且能够有效地降低电能损失，减少用户电费。其社会效益及经济效益都会是非常显著的。
& & 1.影响功率因数的主要因素
& & 首先我们来了解功率因数产生的主要原因。功率因数的产生主要是因为交流用 电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外，还需要无功功率。当有功功率P一定时，如减少无功功率Q，则功率因数便能够提高。在极端情况下，当Q=0时，则其力率=1。因此提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。
& & 1-1. 异步电动机和电力是耗用无功功率的主要设备
& & 异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率，它和负载率的大小无关。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。
& & 1-2. 供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响
& & 当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般工厂的无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。
& & 1-3. 电网的波动也会对异步电机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响
& & 综上所述，我们知道了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此我们要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。
& & 2.低压网无功补偿的一般方法
& & 低压无功补偿我们通常采用的方法主要有三种：随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。下面简单介绍这三种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。
& & 2-1-1. 随机补偿
& & 随机补偿就是将低压器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补励磁无功为主，此种方式可较好地限制农网无功峰荷。
& & 随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活，维护简单、事故率低等。
& & 2-1-2. 随器补偿
& & 随器补偿是指将低压器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是农网无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加，不利于电费的同网同价。
& & 随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前补偿无功最有效的手段之一。
& & 2-1-3. 跟踪补偿
& & 跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。
& & 跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。
& & 2-2. 采取适当措施，设法提高系统自然功率因数
& & 提高自然功率因数是在不添置任何补偿设备，采用降低各用电设备所需的无功功率减少负载取用无功来提高工矿企业功率因数的方法，它不需要增加投资，是最经济的提高功率因数的方法。下面将对提高自然功率因数的措施作一些简要的介绍。
& & 2-2-1. 合理使用电动机
& & 合理选用电动机的型号、规格和容量，使其接近满载运行。在选择电动机时，既要注意它们的机械性能，又要考虑它们的电器指标。若电动机长期处于低负载下运行，既增大功率损耗，又使功率因数和效率都显著恶化。故从节约电能和提高功率因数的观点出发，必须正确的合理的选择电动机的容量。
& & 2-2-2. 提高异步电动机的检修质量
& & 实验表明，异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动时对异步电动机无功功率的大小有很大的影响。
& & 2-2-3. 采用同步电动机或异步电动机同步运行提高功率因数
& & 由电机原理知道，同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功取决于转子中的励磁大小，在欠激状态时，定子绕组向电网 &吸取&无功，在过激状态时，定子绕组向电网&送出&无功。因此，只要调节电机的励磁电流，使其处于过激状态，就可以使同步电机向电网&送出&无功功率，减少电网输送给工矿企业的无功功率，从而提高了工矿企业的功率因数。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行，这就是&异步电动机同步化&。因而只要调节电机的直流励磁电流，使其呈过激状态，即能向电网输出无功，从而达到提高低压网功率因数的目的。
& & 2-2-4. 合理选择配变容量，改善配变的运行方式
& & 对负载率比较低的配变，一般采取&撤、换、并、停&等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。
& & 通过以上一些提高加权平均功率因数和自然功率因数的叙述，或许我们已经对&功率因数&这个简单的电力术语有了更深的了解和认识。知道了功率因数的提高对电力企业的深远影响，下面我们将简单介绍对用电设备进行人工补偿的方式和对补偿容量的确定方法。
& & 3.功率因数的人工补偿
& & 功率因数是工厂电器设备使用状况和利用程度的具有代表性的重要指标，也是保证电网安全、经济运行的一项主要指标。供电企业仅仅依靠提高自然功率因数的办法已经不能满足工厂对功率因数的要求，工厂自身还需装设补偿装置，对功率因数进行人工补偿。对用电设备进行人工补偿的方式有：
& &&3-1. 静电电容器补偿
& & 当企业感性负载比较多时，它们从供电系统吸取的无功是滞后(负值)功率，如果用一组电容器和感性负载并联，电容需要的无功功率是引前(正值)功率，如果电容C选得合适，令QC+QL=0，这时企业已不需向供电系统吸取无功功率，功率因数为1，达到最佳值。
& & (1)电容器补偿容量的确定
& & 移相电容器的补偿容量可由下式确定
& & &&&&(一)
& & &&最大有功计算负荷(KW)
& & &&&月平均有功负荷系数
& & &&补偿前、后加权平均功率因数角的正切值
& & &&称为补偿功率或比补偿功率(KVar/KW )
& & 对某些已进行生产的工矿企业，可由下式确定其有功电能消耗量：
& & AP=P JS&Tm a x . p (KW&H)&&&&(二)
& & AP&&有功电能消耗量
& & P JS&&有功计算负荷
& & Tm a x .p &&最大有功计算负荷年利用小时数
& & 综合(一)、(二)两式，也可求出所需的移相电容器的三相补偿容量。
& & ( 2 ) 并联补偿移相电容器，应满足以下电压和容量的要
& & Ue.c&Ug.c
& & nQg.c&QC
& & Ue.c&&电容器的额定电压(KV)
& & Ug.c&&电容器的工作电压(KV)
& & n&&并联的电容器总数
& & Qg.c &&电容器的工作容量(KVar)
& & QC&&电容器的补偿容量(KVar)
& & 3-2. 动态无功功率补偿
& & 动态无功功率补偿一般应用于用电容量大、生产过程其负载急剧变化且具有重复冲击性的大型钢铁企业。这种波动频繁、急剧、幅值很大的动态无功功率，采用调相机或固定电容器进行补偿已远远满足不了要求，目前一般采用的新型动态无功功率补偿设备是静止无功补偿器。它具有稳定系统电压、改善电网运行性能、动态补偿反应迅速、调节性能优越等优点。但最明显的缺点是投资大、设备体积大、占地面积大。
& & 4.结束语
& & 文中集中探讨了功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的一般方法，还讨论了如何确定无功功率的补偿容量和应用人工补偿无功功率的两种具体方式。
& & 参考文献：
& & 1、肖运新，用电监察、 水利电力出版社
& & 2、 靳龙章 丁毓山，电网无功补偿实用技术、中国水利水电出版社
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地址： 电话：(86)774-2826670&无功补偿和提高功率因数的意义
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孙女士 029-
<font color='#.用户电费收取方式
<font color='#.工业用户均实行两部制电价和功率因数调整电费办法计算电费，公式如下：
功率因数调整电费 = （当月基本电费 + 当月电度电费）× 功率因数调整电费比例（%）
<font color='#.以0.90为标准值的功率因数调整电费表减收电费（奖励比例） 增收电费（罚款比例）实际功率因数 月电费减少％ 实际功率因数 月电费增加％ 实际功率因数 月电费增加％<font color='#.900.000.890.50.757.5<font color='#.910.150.881.00.748.0<font color='#.920.300.871.50.738.5<font color='#.930.450.862.00.729.0<font color='#.940.600.852.50.719.5<font color='#.95～1.000.750.843.00.7010.0<font color='#.833.50.6911.0<font color='#.824.00.6812.0<font color='#.814.50.6713.0<font color='#.805.00.6614.0<font color='#.795.50.6515.0<font color='#.78 6.0 功率因数自0.64及以下，每降低0.01电费增加2％<font color='#.776.5<font color='#.767.0<font color='#.改善设备的利用率：
通过并联电容器进行无功补偿，可以提高负荷的功率因数，因此在输运相同的有功功率可使设备容量得以减少，从而节省设备的投资，反之，在设备容量一定情况下，由于无功补偿结果而使功率因数提高，从而使电网或设备增加输送有功功率的能力。
S-视在功率
<font color='#.改善电压的稳定性
电网运行时若因大量输送无功功率，还将造成电压损失，增加线路首末端电压的差值，导致用户端受点电压产生偏远，影响供电电压质量。电压损失用下式计算：
P-有功功率
Q-无功功率
根据上式可见，电网中电压损失的第二部分是与输送无功功率成正比，在架空线路中，当导线截面积较大时，电抗要比电阻大很多，在此情况下成为电网电压损失的主要组成部分，因此，为了提高电网电压质量减少或拟制电网的电压损失，须在各用电户并联电容器进行无功补偿，以减少无功功率输送量，改善电压质量。
<font color='#.减少线路的损耗
电网运行时向用电设备输送有功功率时会造成有功损耗，同时向用电设备输送无功功率时也要造成有功损耗，其功率损耗用下式计算：
根据上式可知：当电网结构与参数不变的情况下，输送的有功功率一定时，有功功率损耗的大小取决于无功功率的输送量，并与其平方成正比。为了保持电网无功平衡，减少无功功率的输送量以降低损耗，须在感性负荷处并联电容器进行补偿，以减少无功功率的输送量，降低有功损耗。
<font color='#.提供电力网的传输能力
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。无功功率单位为乏(Var)。
在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：
在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
。由于大量非线性电力负荷的增加，给电网的正常运行带来了功率因数降低、电磁干扰和谐波污染的问题。功率因数过低，将会导致大量的电能浪费、设备利用率降低和电压偏差过大等；谐波电流的存在，则会引起波形畸变、电力设备基波负载容量下降和电力装置产生谐振等严重问题，有的电力系统甚至引起电力设备损坏事故。针对以上问题，我们查阅了目前国内外在这方面的研发现状和发展趋势，结合长江集团公司现有的硬件平台、客户资源和人脉关系，提出了西安长江研究所的目前入手的研究内容和未来的发展方向。
一．无功补偿装置简介
<font color='#.无功补偿装置类型
无功补偿装置
电容补偿器（FC）
同步调相器
饱和电抗器(SR)
机械投切电容器(MSC)
静止无功补偿器（SVC）
晶闸管投切电容器（TSR）
晶闸管投切电抗器（TCR）
混合型静止补偿器TCR+FC,TSC+TCR
静止无功发生器（ASVG）
<font color='#.早期的无功补偿装置是同步调相器和固定补偿电容器（FC）。前者成本高，安装复杂，后者补偿容量有限，固定，而且可能与系统方式震荡，目前的无功补偿中不再使用，
3. 机械投切电容器(MSC)是一种比较简单的无功补偿装置，分级，可分组投切。以其低廉的价格，在负荷波动幅度和频率变化不大，在对响应速度要求不高的配电网络中使用，目前在国内广泛的使用。
<font color='#.SVC补偿装置具有响应速度快，而且可以连续可调节无功功率输出的特点，因此目前在电力系统中广泛的使用，但是改系统技术要求高，国内能生产的企业少。
<font color='#. 静止无功发生器（ASVG），是基于瞬时无功功率的概念和补偿的原理。目前是技术最先进的概念。我们不讨论。
二．国内外无功补偿研发现状与发展趋势
无功补偿装置可以应用在输配电网、长距离传输电网、风力发电厂、大型工厂特别是钢铁企业，电气化铁路等。目前动态无功补偿中SVC占绝大部分份额，而高电压等级，大容量的SVC项目几乎全部被ABB、Siemens等跨国公司垄断。
ABB公司目前占据全球FACTS 市场50%的份额，从上世纪50年代以来，总共生产FACTS 600多套，其中，SVC设备415 套，Mvar，占据全球SVC市场56%的份额。ABB公司于1950年生产出世界上第一套串联补偿装置，并于上世纪90年代末期推出晶闸管控制串联电容器TCSC（Thyristor-controlled Series Capacitor），目前总共安装串联补偿装置250余套。ABB公司于上世纪70年代开始研制SVC，并于1972年在世界范围内第一次将SVC应用于钢铁厂，1979年将SVC应用于铁路系统。目前，SVC在动态并联补偿中占据统治性地位。1998年，ABB 推出新一代动态无功补偿技术，SVC Light，即通常所说的STATCOM。
西门子公司对基于晶闸管控制技术的无功补偿技术的研究也起始于上世纪70年代，第一套SVC产品（TCR型）于1980年被订购，1984年提供了第一套TSC型SVC。目前，生产的SVC产品达到100套，总容量7702MVA，涉及19个国家。西门子还在美国的Nucor安装了世界最大的SVC系统，容量达410Mvar。
GE在串联补偿领域拥有先进的技术和生产能力，目前，GE提供的串联补偿装置的总容量超过了29Gvar。GE是最早提供TCSC装置的企业。另外，GE 还生产性价比良好的MSC装置。
在国内，目前机械投切电容器（MSC）的方式比较普遍。尤其加入控制系统后，在负荷波动幅度和频率变化不大，在对响应速度要求不高的配电网络中，MSC以其优良的性价比，依然具有广泛的市场。目前国内比较先进，且占据一定市场份额的动态无功补偿装置是SVC。中国目前有5个500 kV变电站安装了SVC，容量范围大约在105-170 Mvar之间，每套设备的费用大约在150-275万美元（当时价）。目前中国已能生产配电网用的SVC，价格一般约为 300元/kvar。但用于500 kV输电系统的大容量高电压等级SVC尚未实现国产化。国内SVC的主要生产企业是荣信电力电子股份有限公司、西电科技、电科院电力电子公司。其中西电科技和电科院引进的是ABB、Siemens的技术，荣信引进的是乌克兰的技术。他们都是中国最早一批引进SVC设备和技术的国内企业。其中电科院的鞍山红一变SVC国产化工程（35kV，100Mvar）是国内第一套应用于输电网络的国产化SVC产品。但目前国内电气化铁路SVC的使用还比较少，且只是在支线上应用。
三有关无功补偿与谐波治理研现状与发展趋势目前入手的研究内容
在负荷波动幅度和频率变化不大，在对响应速度要求不高的配电网络中，国内以机械投切电容器（MSC）装置为主以其低廉的价格，依然占据很大的市场份额，另外研究所在无功补偿与谐波治理方面从2009年初才开始起步，所以目前的主要研究内容还是以机械投切电容器的方式来实现无功补偿与谐波治理。
长江研究所目前已能根据串联电抗器抑制谐波的作用展开分析，提出电抗率的选择方法，并给出谐波治理的可行性优化方案。从用户的实际电力系统图和技术参数，建立电容器装置侧有谐波源时的电路模型，计算谐波电流和并联谐波阻抗，进行避免谐振的分析、限制涌流的分析、谐波电压放大率的分析等，合理的选择电抗率和电容器。最后根据滤波器与补偿电容的运行方式，得出系统串并联谐振点，绘制出母线的阻抗频率图，很好的分析滤波器运行的稳定性和起到的作用。简化的供电系统图如下所示。
(责任编辑：admin)
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先搞清楚两个概念：容性电流——流过电容的电流，电流超前电压90°；感性电流——流过电感的电流，电流滞后电压90°。
无功功率并非“无用”的功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率。
供电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，二者缺一不可。无功功率单位为乏（Var），无功功率和功率因数有直接关联。在交流电路中，针对电网中某个原件来说，其电压和电流之间的相位差（θ）的余弦（cosθ）称为功率因数。在数值上，。在电网运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度。若功率因数低，电网电压下降，电能质量也就降低，所以希望cosθ越大越好，这样电路中无功功率可以降到最低，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
），这就是无功功率。
无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。接入电容后不会改变原负载的工作状态，感性负荷所需要的无功功率也可由容性负荷输出的无功功率补偿，从而减轻电源和传输系统的无功功率负担。
超前功率因数：电流相位超前电压相位。滞后功率因数：电压相位超前电流相位。（区分滞后功率
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