（广西广晟电力设计有限公司 广西南宁 530000）
摘要：对于无功补偿的合理配置原则来讲，从电力电网的无功功率消耗的基本情况就可以有效地看出，各种网络以及输电和配电设备都是要消耗一定的无功功率。基于此，文章对无功补偿的方法和作用进行了阐述，重点对提高功率因数的方法进行了研究，以便减少线路的功率损失，提高电气一次设备的运行效率。
关键词：功率因数；无功补偿；功率因数
无功补偿是借助于无功补偿设备所提供的必要的无功功率，这样能够更好地提高系统的功率因数以及降低系统的耗能，从而能够进一步改善电网的电压质量。功率因数的提高可提高用电质量，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，就有利于安全生产；可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支；能提高企业用电设备的利用率，充分发挥企业的设备潜力；可减少线路的功率损失，提高电气一次设备的运行效率。
一 影响功率因数的主要因素分析
功率因数的产生主要是因为在交流用电设备在具体的用电过程中，除了要损耗有功功率之外，还要产生无功功率的损耗。当有功功率P的值是一定的时候，如果还要减少无功功率Q的话，那么功率因数就能够提高。在相对极端的情况下，当出现了Q=0的时候，那么其力率就会是1。所以，提高功率因数的问题实质就是要减少用电设备的无功功率的需求量。
1 异步电动机以及变压器是无功功率损耗的主要设备
对于异步电动机的定子与转子之间的气隙是异步电动机需要较多的无功功率的主要决定性因素。并且异步电动机所耗费的无用功率是因为其空载的时候无功功率以及在一定的负载之下无功功率相互组合在一起而产生两部分的组合。所以想要改善异步电动机的功率因数，就需要防止电动机的空载运行以及需要尽可能的提高负载率。变压器的无功损耗主要是因为其空载无功功率，跟其负载率的大小是没有直接关系的。所以，为了能够改善电力系统以及企业的功率因数，变压器就不应该空载运行或者是让其长期处在一个低负载运行的状态。
2 供电电压超出了规定的范围对功率因素造成比较大的影响
当供电电压高出了规定值10%的时候，因为磁路饱和的影响，无功功率的增长很快，当供电电压为额定电压值的110%的时候，一般的工厂所产生的无功功率将会出现35%左右的增长。并且当供电电压低于额定值的时候，无功功率本身也会出现减少并且使得其功率因数有所提高。但是供电电压的下降会使得电气设备的正常工作有所影响。所以，在实际运用过程中，需要采取一定的措施保持电压在稳定状态。
3 电网频率波动也会对无功功率产生很大的影响
除了以上的我们所论述的因素之外，电力系统中的功率因数还要收到一些别的因素影响。所以必须要需找一些行之有效的方式，能够使得低压电网的功率因数能够进一步提高，从而使得低压电网能够实现无功就地平衡，从而达到降低损耗的效果。
二、无功补偿的方式
分散就地补偿方式是常见的一种无功补偿方式，是将电容器组分别进行装设，与电气设备一起进行停运的过程，但是不能与其共同使用一套控制设备。这主要是为了避免送电的时候有较大的电流冲击以及切断电源时产生过电压。这样的方式要求电容器投运的时候要后于用电设备，并且停运的时候要比用电设备晚。这样的方式还要有可靠的放电装置。对于负荷相对比较稳定的6到10千伏，异步电动机理想的分散方式就是就地补偿方式，在电动机的部分就地进行安装，其补偿区域一般可以从电动机一直到电源部分，功率因数可以补偿到1左右，节电效果比较显著，一般在几个月之内就可以收回全部的投资，是一种很有发展潜力的补偿方式。
通过以上的集中无功补偿方式，我们可以看出，本质上其主要是分为随机补偿方式、随器补偿方式和跟踪补偿方式。
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首先，对于随机补偿方式就是讲低压电容器与电动机组合并接，通过控制保护装置与电动机进行同步补偿的方式，其特点就是用电设备运行时，无功补偿装置就会进行切入，但是在用电设备停运的时候，补偿装置就会退出运行。这样的方式投资比较少，占用的地方也是比较少，装置相对比较容易做，其配置的方式比较灵活，维护起来也比较简单，事故的发生也比较少，适用于补偿电动机的无功消耗，其补偿的方式以补励磁无功为主要方式，能够比较好的限制电网的无功峰荷。
其次，对于随器补偿方式，主要就是将电容器通过低压熔断器的方式接在配电变压器的二次侧，这样补偿配电变压器空载励磁以及漏磁无功。这样的方式补偿效果比较好，经济效益比较高，是目前补偿配变无功的最有效手段。
最后，对于跟踪补偿方式，主要是以无功补偿的投切装置作为主要的控制保护装置，将低压电容器组补偿在用户配电变压器的低压侧母线上。这样的方式能够比较好的跟踪无功负荷的变化，运行的方式比较灵活，补偿的效果也很好，但是其本身的缺点就是费用比较高，自动投切的装置的设置比较复杂，如果有一个元件损坏，就会出现电容器不能够进行正常运行的现象。
三、提高功率因数的方法
1 提高用电设备功率因数的方法
首先，采用鼠笼式异步电动机。因为其本身的机构比较紧密，气隙也是比较小，漏磁也比较少，所以本身的功率因数就比绕线式异步机高很多。
其次，尽量避免电动机与变压器的轻载运行。轻载的时候，有功功率小并且激磁所使用的无功功率不便的话， cosφ就会相对的比较低，这样就需要电动机在接近额定负荷的条件下运行，变压器的负荷也要求不低于50%运行。
第三，绕线式异步电动机同步化的运行方式。这样同样可以将功率因数有效的提高，但是由于其成本比较高而且维护比较困难使得其推广方面受到了很大的限制。
最后，尽量的采取高压电动机，这样就可以省掉降压的变压器，从而消耗了这个变压器在工作的时候产生的无功损耗。一般变压器的无功损耗是有功损耗的五倍以上。
2 无功补偿提高功率因数的方法研究
首先，可以通过并联移相电容组器的方式。并联电容补偿方法有很大的优势，主要就是可以在较少投资的基础上，使有功功率的损耗更小。其维护也比较方便，不会出现振动以及噪声的情况，安装也十分方便。目前多是在6到10千伏的母线上及并联电容器组进行集中补偿。电容补偿的缺点就是只能进行有级的调节方式，但是不能够进行自动调节方式。当通风不好的时候，运行温度过高或者是线路的电压过高就会出现电容器的损坏。
其次，可以采取同步调相机的方式。同步调相机实际上就是一个大容量空载运行的同步电动机，其本身的功率是能够达到5000千瓦以上，在过激磁的时候，其相当于一个无功发电机，其优点就是可以进行无级调节功率，但是也存在造价比较高并且有功损耗比较大和维护困难的现象。
四、结语
功率因数cosφ的值达不到标准的时候应该进行补偿装置的安装以降低线损。补偿装置的安装要从长远的利益出发，克服当前资金匮乏的问题，安装低压无功补偿装置最大的作用就是提高电能质量服务用户，其次供电系统的电能质量得到改善，设备可靠运行。这样不仅仅能够彻底解决用户电能质量不稳定的问题，还能够获得更好的社会和经济效益。
参考文献
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论文作者:陆克逸
论文发表刊物:《电力设备》2016年第6期
论文发表时间:2016/6/20
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