什么是無功功率，為什么要無功補償？補償多少合適呢？這下清楚了
[ 發(fā)布時間：2020-11-02 09:14:00 信息來源：全德電氣股份 ]
我們經(jīng)常在配電房里可以看到低壓電容柜或者補償柜，或者高壓電容器，相信朋友們都不陌生。
電容柜裝在高壓柜側(cè)的，叫做高壓集中補償；裝在低壓側(cè)的，叫做低壓就地補償，基本以低壓就地補償?shù)臑槎鄶?shù)。那它們到底起什么作用呢？原理又是什么呢？請接著看下去。
（1）從電容柜的模擬圖說起
上面是一張普通的低壓電容柜模擬圖。從圖中我們可以看到低壓電容柜是并聯(lián)在低壓母線上的。圖中的低壓電容柜有8組補償電容。低壓電容柜的內(nèi)部元器件有：刀開關(guān)、電流互感器、斷路器、交流接觸器、熱繼電器、補償電容、低壓避雷器等。高壓電容器也差不多，不過內(nèi)部元器件全部換成相應(yīng)高壓等級的了，整體看上去比低壓電容柜要大許多。現(xiàn)在很多電容柜內(nèi)部是沒有熱繼電器的，在熱繼電器的地方取而代之的是一個小型電抗器，起抑制線路電流突變和諧波的作用，從而保護末端的補償電容。圖中補償電容的型號是“BSMJ-0.4-10-3”，其中數(shù)字10就是單個補償電容能夠提供額定容量為10kvar的無功，8 組全部投入的話這個低壓電容柜就總共可以提供80kvar的無功。
（2）什么是無功功率，為什么要無功補償
無功功率，就是只進行了電能形式的轉(zhuǎn)換，而不是被消耗掉的功率。我們都知道，電氣設(shè)備有阻性、容性、感性三種性質(zhì)。阻性，很好理解，電阻形式的，電流通過阻性的元器件就是被消耗掉了的，例如電吹風機通過電阻絲把吹出來的空氣加熱，從而電能就轉(zhuǎn)變成了熱能。容性和感性就不一樣了。容性，比如電容器，只是將電能儲存起來了，在需要的時候還是可以釋放出來的；感性也是，比如電抗器，是將電能轉(zhuǎn)換成了磁場保存起來了，也是可以釋放出來的。所以，從某種意義上來說，它們是不做功的，所以稱之為“無功功率”。不過，無功功率并非無用功，它實際上是工業(yè)的基礎(chǔ)。沒有無功，只有阻性元器件產(chǎn)生的有功功率的話，根本無法建立起如今的工業(yè)繁榮。最常見的，電動機需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動機械運動，電動機的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場，在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉(zhuǎn)動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。
所以，在正常情況下，用電設(shè)備不但要消耗有功功率，同時還需要從電源中取得無功功率。
1）如果用電設(shè)備沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運行。2）如果用電設(shè)備沒有足夠的無功功率，向電網(wǎng)中索要無功功率，就會增加電網(wǎng)的損耗，加大線路的電壓降，從而影響整個電網(wǎng)的正常運行。所以，基本上配電房里都會有電容補償柜，用作就地補償；而且供電公司一般要求電容補償?shù)墓β室蛩剡_到0.9以上。當然，供電公司也不允許過多的無功輸送到電網(wǎng)中，因為這樣會導致線路的電壓升高。所以，電容補償柜一般都有個投切開關(guān)，投到“自動”檔位，就可以根據(jù)實際情況投入所需要的電容數(shù)量了。
（3）電容補償多少合適呢
以一臺500kVA的變壓器為例，一般來說，配電變壓器的無功補償容量約為變壓器容量的20%～40%，一般設(shè)計人員以30%來估算，即選取150Kvar為最大補償容量，也就是安裝容量。下面就是針對一臺500kVA的變壓器的無功補償方案：1）無功補償容量：150kvar 3×40kvar(20kvar 20kvar) 1×30kvar(20kvar 10kvar)2）智能電容器數(shù)量：3臺 SWL-8MZS/450-20.20 1臺 SWL-8MZS/450-20.10如果有電動機、變頻器等設(shè)備，無功補償?shù)乃惴ㄅc變壓器的算法又有些不一樣了。也可以通過補償前后的功率因素對比來計算所需的無功補償容量，比如：1）某工廠的有功功率為600KW，無功功率為800Kvar，視在功率就是1000KVA，相應(yīng)的功率因素就是600/1000=0.6。2）查詢無功補償容量計算系數(shù)表，根據(jù)補償前后找到相應(yīng)的系數(shù)F。如補償前為0.6，補償后想達到0.95，可以查得系數(shù)F=1.0053）再通過計算公式：有功功率*系數(shù)F，就等于所需要補償?shù)臒o功總量了。600*1.005=605kvar。4）根據(jù)實際情況，可以適當放大一些余量，以防后續(xù)增添設(shè)備后無功不足。