【正文】 1) 供電線路的電流增大，使線路和設(shè)備的損耗增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)威脅到設(shè)備的安全運(yùn)行；2) 配電系統(tǒng)的視在功率增大，使發(fā)電機(jī)、變壓器等供電設(shè)備的容量增加，電力用戶(hù)的控制設(shè)備、測(cè)量?jī)x表的規(guī)格也相應(yīng)增大；3) 導(dǎo)致供電電壓降低。保持電力系統(tǒng)的平衡，解決配電系統(tǒng)功率因數(shù)低的有效途徑就是對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。按照我國(guó)供電部門(mén)的規(guī)定。為了使用戶(hù)注意提高功率因數(shù)，供電部門(mén)還對(duì)大宗用電單位實(shí)行按戶(hù)月平均功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的辦法。，，功率因數(shù)很低時(shí)供電部門(mén)要停止供電。輸入功率=輸入電流(乘)輸入電壓。也就決定是我們要用的電量。輸出功率=輸入功率無(wú)用功部分。就是我們實(shí)際上的到的功率。輸出功率是各類(lèi)能源或能源轉(zhuǎn)換設(shè)備（如動(dòng)力、照明設(shè)備）向外輸出的能量與時(shí)間的比值，即單位時(shí)間內(nèi)能源或設(shè)備向外界提供的能量。其單位一般為瓦特、千瓦，在電力系統(tǒng)中也常用伏安、千伏安來(lái)表示。無(wú)功功率:電網(wǎng)中的感性負(fù)載（如電機(jī)，扼流圈，變壓器，感應(yīng)式加熱器及電焊機(jī)等）都會(huì)產(chǎn)生不同程度的電滯，即所謂的電感。感性負(fù)載具有這樣一種特性即使所加電壓改變方向，感性負(fù)載的這種滯后仍能將電流的方向（如正向）保持一段時(shí)間。一旦存在了這種電流與電壓之間的相位差，就會(huì)產(chǎn)生負(fù)功率，并被反饋到電網(wǎng)中。電流電壓再次相位相同時(shí)，又需要相同大小的電能在感性負(fù)載中建立磁場(chǎng)，這種磁場(chǎng)反向電能就被稱(chēng)作無(wú)功功率。無(wú)功功率比較抽象，它是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外做功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無(wú)功功率。在交流電路中，由于有感性或容性?xún)?chǔ)能設(shè)備，電壓與電流有相位差，通俗講就是電壓與電流不在同一時(shí)間到達(dá)；因此，表面看電壓有多大、電流有多大，實(shí)際并沒(méi)有做那么大的功，有電源與儲(chǔ)能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換。提高功率因數(shù)，可以降低線路上的損耗，提高輸出功率。在建筑供電系統(tǒng)中，供電線路，其電阻不可忽略。充分發(fā)揮電源設(shè)備潛力。提高功率因數(shù)，可以減少線路上電壓降，提高末端電壓，有利于用電提高供電可靠性?？蓽p少對(duì)供配電設(shè)施的投資，增加供配電系統(tǒng)的功率儲(chǔ)備，使用戶(hù)獲得直接的經(jīng)濟(jì)利益。在同樣的有功功率下，功率因數(shù)提高，負(fù)荷電流就減少，而向符合傳輸功率所經(jīng)過(guò)的變壓器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等供配電設(shè)備都增加了功率儲(chǔ)備，從而滿(mǎn)足了負(fù)荷增長(zhǎng)的需要，亦即可以增大原有設(shè)備的供電能力。對(duì)尚處于設(shè)計(jì)階段的新建筑來(lái)說(shuō)，提高功率因數(shù)則能降低配電設(shè)備的設(shè)備容量，從而減少投資費(fèi)用。提高負(fù)荷的自然功率因數(shù)：1選、2調(diào)、3換。通過(guò)適當(dāng)措施提高自然功率因數(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在建筑供電系統(tǒng)的總無(wú)功功率中，電動(dòng)機(jī)和變壓器約占80%左右，其余則消耗在輸電線路及其他感應(yīng)設(shè)備中，因此，提高自然功率因數(shù)可以通過(guò)合理選擇感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的容量、使用中減少感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行、條件許可時(shí)盡量使用同步電動(dòng)機(jī)、以最佳負(fù)荷率選擇變壓器等方法達(dá)到目的。1）選：正確的選擇、合理的使用電動(dòng)機(jī)和變壓器，在條件允許的條件下，盡量選擇鼠籠型電動(dòng)機(jī)。避免：空載、輕載運(yùn)行。2）調(diào)：合理選擇變壓器的容量，盡量空載、輕載運(yùn)行。3）換：更換設(shè)備為節(jié)能設(shè)備，對(duì)大容量，長(zhǎng)時(shí)工作的礦井通風(fēng)機(jī)采用同步電動(dòng)機(jī)，使其工作在過(guò)激狀態(tài)。人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步調(diào)相機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。1）并聯(lián)同步調(diào)相機(jī)。同步調(diào)相機(jī)又稱(chēng)同步補(bǔ)償器，屬于有源補(bǔ)償器。同步調(diào)相機(jī)是一種專(zhuān)用于補(bǔ)償無(wú)功功率的同步電動(dòng)機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)同步調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁電流可補(bǔ)償供電系統(tǒng)的無(wú)功功率，從而提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。同步調(diào)相機(jī)輸出無(wú)功功率為無(wú)極調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)的范圍較大，并且在端電壓下降10%以?xún)?nèi)時(shí)，無(wú)功輸出基本不變，當(dāng)端電壓下降10%以上時(shí)，可強(qiáng)行勵(lì)磁增加無(wú)功輸出。作為并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)計(jì)的同步調(diào)相機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)被拖動(dòng)到某一轉(zhuǎn)速下并與電力系統(tǒng)同步且空載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)控制需要，控制其勵(lì)磁磁場(chǎng)，使其工作在過(guò)勵(lì)磁或欠勵(lì)磁的狀態(tài)下，從而發(fā)出大小不同的容性或感性無(wú)功功率。同步調(diào)相機(jī)可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，但它屬于旋轉(zhuǎn)設(shè)備，運(yùn)行中的損耗和噪聲比較大，維護(hù)復(fù)雜，成本高，響應(yīng)速度慢。不適應(yīng)各類(lèi)快速變化非線性負(fù)載的要求。同時(shí)，同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償單位無(wú)功功率造價(jià)高。每輸出1K %～ 3%的有功功率，基建安裝要求高、不易擴(kuò)建、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，所以一般用于電力系統(tǒng)中的樞紐變電站及地區(qū)降壓變電站。2）并聯(lián)適當(dāng)?shù)撵o電電容器。我們知道，當(dāng)COSφ＜，采用人工補(bǔ)償法來(lái)提高功率因數(shù)，廣泛采用并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償。電感性負(fù)載并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙萜骺梢蕴岣吖β室驍?shù)，所以在建筑供電系統(tǒng)中，同樣可以并聯(lián)適當(dāng)?shù)撵o電電容器以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。并聯(lián)電容器安裝簡(jiǎn)單、容易擴(kuò)建、運(yùn)行維護(hù)方便，補(bǔ)償單位無(wú)功功率的造價(jià)低、有功損耗?。?），因此廣泛用于工廠企業(yè)及民用建筑供電系統(tǒng)中。但是，缺點(diǎn)是只能補(bǔ)償固定無(wú)功，不能跟蹤負(fù)荷無(wú)功需求的變化，即不能實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)功的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，且還有可能與系統(tǒng)發(fā)生諧波放大甚至諧振。無(wú)功補(bǔ)償使用專(zhuān)用的電力電容器，其規(guī)格品種很多，按安裝方式分為戶(hù)內(nèi)式和戶(hù)外式，按相數(shù)分為單相和三相，按額定電壓分為高壓和低壓電容器等等。、補(bǔ)償方式和聯(lián)接方式1）電容器無(wú)功容量的計(jì)算 圖21圖21 電容器無(wú)功容量計(jì)算Qc=Pi(tanANT－tanac)2）電容器（柜）臺(tái)數(shù)的確定需電容器臺(tái)數(shù)：每相所需電容器臺(tái)數(shù)：n=N/3取其相等或稍大的偶數(shù)，因?yàn)樽冸娝捎脝文妇€分段式結(jié)線。3）并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式216。 高壓集中補(bǔ)償 電容器集中裝設(shè)在變配電所的高壓電容器室內(nèi)，與高壓母線相聯(lián)。其中電壓互感器TV為電容器切除時(shí)放電用。按GB500531994《10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：高壓電容器組宜采用中性點(diǎn)不接地的星形接線，容量較小時(shí)（450kvar及以下）則可接成三角形。216。 低壓集中補(bǔ)償 電容器集中裝設(shè)在變電所的低壓配電室或單獨(dú)的低壓電容器室內(nèi)，與低壓母線相聯(lián)，低壓電容器組一般采用三角形接線，利用白熾燈或?qū)Ｓ玫姆烹婋娮璺烹姟?16。 低壓分散補(bǔ)償 電容器分散裝設(shè)在低壓配電箱旁或與用電設(shè)備并聯(lián)，低壓電容器組一般采用三角形接線，直接利用用電設(shè)備（如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)）本身的繞組放電。4） 電容器的聯(lián)接方式高壓電容器的一次接線方式較多，目前采用的有單星形接線、雙星形接線、三角形接線等。而在《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：電容器組宜采用單星形接線或雙星形接線，這兩種接線方式在實(shí)際運(yùn)行中，都有比較成熟的經(jīng)驗(yàn)。下面對(duì)幾種常用的接線方式作一個(gè)簡(jiǎn)要的概述。216。 單星形接線 在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中采用單星形接線。當(dāng)一相電容器發(fā)生擊穿時(shí)，不致引起相間短路，這種接線可以采用靈敏的保護(hù)方式。電流平衡保護(hù)用于星形接線時(shí)，有靈敏簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)可靠的優(yōu)點(diǎn)。一般電容器裝設(shè)在10kV電網(wǎng)使用時(shí)，均采用這種接線方式。如圖a所示。216。 雙星形接線 當(dāng)電容器組容量足夠大、使用電容器單元數(shù)足夠多時(shí)，可以考慮選擇采用雙星形接線，采用雙星形接線方式時(shí)，可以采用中性點(diǎn)不平衡電流保護(hù)、橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)等可供選擇的繼電保護(hù)方式較多，但設(shè)計(jì)時(shí)注意當(dāng)其中某相的一個(gè)臂短路時(shí)，短路電流的初始值中會(huì)包含有健全臂的放電電流，其它常規(guī)的如相間過(guò)電流過(guò)電流保護(hù)等并無(wú)特殊。具體主接線見(jiàn)圖b。216。 三角形接線 在10kV電網(wǎng)中，當(dāng)電容器額定電壓為10kV時(shí)，可以接成三角形接線并聯(lián)在電網(wǎng)上，使電容器容量得到充分利用。此種接線方式的缺點(diǎn)在于當(dāng)電容器擊穿時(shí)，即形成相間短路，增加了爆破燃燒的危險(xiǎn)性，威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。為此，要求設(shè)計(jì)靈敏度較高的相間電流（電壓）平衡保護(hù)，在電容器擊穿50％～70％時(shí)，保護(hù)有足夠的靈敏度動(dòng)作于跳閘。具體接線如圖c所示。216。 雙三角接線 當(dāng)電容器的額定電壓與系統(tǒng)電壓符合并且電容個(gè)數(shù)足夠多時(shí)可以采用雙三角接線，這種種接線方式的一大特點(diǎn)是可以使整定方便、靈敏度確定的相電流橫差保護(hù)。具體接線方式見(jiàn)圖d。 圖a 圖b 圖c 圖d5） 三角形接法和星形接法的優(yōu)缺點(diǎn)比較△或Y（雙Y） 優(yōu)選△，因?yàn)槿萘繛閅 的1/3 且電壓低，放電1 分鐘，殘壓50V 以下。1000V 以上的電容器應(yīng)采用電壓互感器放電。電容器放電回路中不得裝設(shè)熔斷器或開(kāi)關(guān)，以免放電回路斷開(kāi)，危及人身安全。當(dāng)三相電容器采用單星形接線方式時(shí)，其無(wú)功功率為：式中：U電網(wǎng)線電壓；I電網(wǎng)線電流；電源角頻率；C電容器的電容。當(dāng)三相電容器采用三角形接線方式時(shí)，其無(wú)功功率為：由上面兩個(gè)公式可以看出，同樣的電容器在同一電網(wǎng)中接成三角形時(shí)產(chǎn)生的無(wú)功功率是接成星形時(shí)的3倍。因此，一些技術(shù)資料上主張將電容器接成三角形，以補(bǔ)償更多的無(wú)功功率。原有的變電所設(shè)計(jì)規(guī)范(如GBJ5383)曾規(guī)定10kV及以下作并聯(lián)補(bǔ)償用的三相電力電容器宜接成三角形接線，我國(guó)最早生產(chǎn)的高壓并聯(lián)電容器柜也多為三角形接線。但這其實(shí)只是表面現(xiàn)象，理由十分簡(jiǎn)單，只因星形接法電容器額定電壓因是三角形接法的1/3。三角形接線的三相電容器直接接在電網(wǎng)線電壓上，任一臺(tái)并聯(lián)電容器內(nèi)部串聯(lián)元件發(fā)生貫穿性擊穿或極間故障時(shí)，都會(huì)形成相間短路，故障電流為兩相短路電流，容易引起電容器爆炸起火。各地變電所的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也表明，在高壓并聯(lián)電容器的膨脹、爆炸、起火事故中，采用三角形接線方式的占大多數(shù)?？梢?jiàn)，從安全運(yùn)行的角度考慮，不宜推廣并聯(lián)電容器的三角形接法。相比之下，在星形接線方式中，當(dāng)其中一臺(tái)電容器發(fā)生貫穿性擊穿時(shí)，不會(huì)形成相間短路，故障電流也不會(huì)超過(guò)并聯(lián)電容器額定電流的3倍，比三角形接線方式中的故障電流小得多，如繼電保護(hù)設(shè)置合適，多數(shù)情況下不至于引起爆炸事故。因此，后續(xù)頒布的《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB5005992)明確規(guī)定，并聯(lián)電容器的接線方式應(yīng)使電容器組的額定電壓與接入電網(wǎng)的運(yùn)行電壓相配合，宜采用中性點(diǎn)不接地的星形或雙星形接線?，F(xiàn)有的額定電壓為kV和kV的電容器，就是為適應(yīng)并聯(lián)電容器星形接線的需要而專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)的。當(dāng)其中一臺(tái)電容器因故障退出運(yùn)行時(shí)，由于三相電容器組的阻抗不平衡，會(huì)導(dǎo)致中性點(diǎn)發(fā)生位移，從而使繼續(xù)運(yùn)行的電容器產(chǎn)生過(guò)電壓。針對(duì)此問(wèn)題，可以裝設(shè)過(guò)電壓保護(hù)，故障時(shí)自動(dòng)切除整組電容器。綜合國(guó)內(nèi)外的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際應(yīng)用中，高壓并聯(lián)電容器宜采用中性點(diǎn)不接地的星形接線方式。只有在電容器組的容量較小時(shí)可以采用三角形接線方式，具體地講，接在6kV或10kV母線上，容量不超過(guò)180kVAr或300kVAr的并聯(lián)電容器可以采用三角形接線?？紤]到主變壓器的無(wú)功損耗元大于有功損耗，：=(tan tan)=[tan() tan() ] = kvar參照?qǐng)D22，選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償評(píng)屏，采用其方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）4臺(tái)相結(jié)合，總共容量為84kvar5=420kvar。補(bǔ)償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷基本不變，而無(wú)功計(jì)算負(fù)荷=（）kvar= kvar，視在功率= kVA，計(jì)算電流= A,功率因數(shù)提高為cos==。在無(wú)功補(bǔ)償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為1250kVA,才能滿(mǎn)足負(fù)荷用電的需要；而采取無(wú)功補(bǔ)償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時(shí)由于計(jì)算電流的減少，使補(bǔ)償點(diǎn)在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無(wú)功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益十分可觀。 無(wú)功補(bǔ)償后工廠的計(jì)