【正文】 種功率叫做感性無功功率。 對感性負荷，有功功率、無功功率和視在功率之間的關系如圖所 示。 φ角為功率因數角，它的余弦（ COSφ） 有功功率與視在功率之比，稱為功率因數。 可見，在一定的電壓和電流下提高 ?cos ，其輸出的有功功率越大，因此改善功率因數是充分發(fā)揮設備潛力，提高設備利用率的有效方法。如果采用容抗為 Xc 的電容來補償，則電壓損失為 ? ? UXXQPRU C )( ???? (1─ 3) 故采用補償電容器提高功率因數后，電壓損失 Δ U減少，改善了電壓質量。 （五）減少用戶開支，降低生產成本 （六）減小供電設備容量，節(jié)省電網投資 四 無功補償及其方法 （一） 無功功率補償的基本概念 無功功率補償的基本原理是：把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯接在同一電路，當容性負荷釋放能量時，感性負荷吸收能量；而感性負荷釋放能量時，容性負荷卻在吸收能量，能量在兩種負荷之間互相交換。 （ 二 ）無功功率補償的方法 無功功率補償的方法很多，采用電力電容器，或采用具有容性負荷的裝置進行補償。 利用調相機做無功功率電源，這種裝置調整性能好，在電力系統故障情況下，也能維持系統電壓水平，可提高電力系統運行的穩(wěn)定性，但造價高，投資大，損耗也較高。 異步電動機同步化。 電力電容器作為補償裝置，具有安裝方便、建設周期短、造價低、運行維護簡便、自身損耗?。?kvar 功功率損耗約為 — %以下）等優(yōu)點，是當前國內外廣泛采用的補償方法。 電力電容器作為補償裝置有兩種方法：串聯補償和并聯補償。這種補償方法的電容器稱作串聯電容器，應用于高壓遠距離輸電線路上，用電單位很少采用。這種補償方法所用的電容器稱作并聯電容器，用電企業(yè)都是采用這種補償方法。而純電容的電流 IC 則超前于電壓 90176?？梢?，電容中的電流與電感中的電流相差 180176。 電力系統中的負載，大部分是感性的。在 P是一個定制的前提下，如果將并聯電容器與負載并聯（補償原理如圖 3所示），則電容器的電流 IC將抵消一部分電感電流，從而使電感電流 IL減小 ILˊ，總電流從 I減小到 Iˊ，功率因數將由 COSφ 1提高到 COSφˊ ，這就是并聯補償的原理。 COSφ，當設備的表觀（視在）功率 S一定時，如果功率因數 COSφ提高上式中的 P也隨之增大，電氣設備的有功出力也就提高了。當功率因數提高后，將使功率損失大大下降。 改善電壓質量 在線路中電壓損失的計算式如下： Δ U=(P*R+QXl) 103/U （ 1 3） 式中 △ U—— 線路中的電壓損失， KV； P—— 有功功率， MW； Q—— 無功功率， Mvar； U—— 額定電壓， kV； R—— 線路的總電阻，Ω； XL—— 線路感抗，Ω。 （三 ） 并聯電容器在電力系統中的補償方式 并聯電容器與電力網的聯接 并聯電容器與電力網的聯接，額定電壓應相符。當單相電容器的額定電壓較線路的額定電壓低時，應采用星形聯接或幾個電容器串聯以后接成三角形。 并聯電容器的補償 電容器的補償形式，應以無功就地平衡為原則。除了在比較密集的供電負荷中心集中裝設大、中型電容器組，便于中心電網的電壓控制和穩(wěn)定電網的電壓質量之外，還應在距用電無功負荷較近的地點裝設中、小型電容器組進行就地補償。 1）個別補償 個別補償是對單臺用電設備所需無功就近補償的辦法，把電容器直接送到單臺用電設備的同一個電氣回路，用同一臺開關控制，同時 投運或斷開。個別補償一般常用于容量較大的高低壓電動機等用電設備。 2）分散補償 分散補償是將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所各分路的出線上，它可與工廠部分負荷的變動同時投入或切除。 3）集中補償 集中補償是把電容器組集中安裝在變電所的一次或二次側的母線上，這種補償方法，安裝簡便，運行可靠，利用率較高；但 當電氣設備不連續(xù)運轉或輕負荷時，又無自動控制裝置，會造成過補償，使運行電壓抬高，電壓質量變壞。當電容器接到變壓器的一次側時，可使線路損耗降低，變電所一次母線電壓升高，而對變壓器沒有補償作用；此外變壓器一次側電壓高，安裝費高，因此盡量不把電容器安裝在變壓器的一次側。 六 、 并聯電容器技術數據的計算 （一） 額定容量與電容量計算公式 C= （μ F） （ 1 4） 式中 Q—— 電容器的額定容量， kvar； C—— 電容器的電容量，μ F； U—— 電容器的額定電壓， kV。 按電容器的實際電容值和額定電壓計算電流（ f 為工頻 50Hz） 單相 IC= （ 1 7） 三相 IC= （ 1 8） 式中 IC—— 電容器的實際電流值， A； Q—— 電容器的實際電容值，μ F； U—— 額定電壓， kV。 由單臺電容器組成的三相電容器組的電流計算 Y 形接線的電容器組，線電流與相電流相等，線電壓等于 倍的相電壓 IC= Ixg= （ A） （ 1 9） 形接線的電容器組，線電流等于相電流的 倍，線電壓等于相電壓 IC= （ A） （ 1 10） 式中 QC—— 電容器組三相總容量， kvar； （三） 電容器容量的選擇 電容器安裝容量的選擇，可根據使用目的的不同，按改善功率因數，提高運行電壓和降低線路損失等因素來確定。根據功率補償圖中功率之間的向量關系，可求出無功補償容量 Qc， QC=P tgφ 1P tgφ 2=P(tgφ 1 tgφ 2) (kvar) （ 1－ 11） 式中 P—— 最大負荷月的平均有功功率， kW； tgφ tgφ 2—— 補償前后功率因數角的正切值； COSφ COSφ 2—— 補償前后功率因數值。 根據式（ 1— 11），可以計算出各種功率因數由 COSφ 1提高到 COSφ 2時的 K 值，然后列成表 1— 1。查表法：按補償前功率因數 COSφ 1和補償后功率因數 COSφ 2，查表 1－ 1，查出相應的 K值， K 值乘以最大負荷的月平均有功功率 P，即可按式（ 1－ 12）計算出所需要的無功補償容量。其補償容量按提高電壓的要求，采用近似計算法求出（實際應用中用戶很少采用此法）。 按降低線損確定補償容量 按降低線路電能損耗的要求確定補償 容量的方法，比較繁瑣，很少被人采用。安裝電容器以后線損降低率可按下式求出： 由上式可以繪制出圖 7— 7 的曲線。欲求電容器的補償容量，可根據原有功率因數和已知的線損降低率，查圖 77曲線，得補償后需要達到的功率因數，然后將補償前后的功率因數代入式（ 110）中，即可求出所需安裝的電容器容量。 按 感應電動機空載電流來確定 補償容量 感應電動機個別補償時，應按其空載電流來選擇電容器的容量，其計算公式為 QC≤ UeIokvar （ 114） 式中 Ue—— 電動機的額定電壓， KV； Io—— 電動機的空 載電流， A。 七 并聯電容器的接線 （一）線徑的選擇。電容器的額定電流是： UQI cc ? (18) 式中 cI —— 電容器額定電流（ A） cQ—— 電容器額定功率（ Kvar） U —— 電容器額定電壓（ KV） 電容器的額定電流也可以用估算的辦法來計算，即每 1Kvar 相當于 2A，這個數比實際電流略大。 對于 10Kvar 以下的小容量電容器，如果單臺接線，可把線直 接接在電容器的接線柱上，而對于 10Kvar 以上的較大容量的電容器，必須用接線卡連接，因為這類電容器的額定電流都在 20A 以上，導線較粗，特別是采用電纜接線，毛刺較多。 （三）放置位置。 并聯電容器不能放置過熱，漏雨，滴水，易擠，易壓易砸和妨礙交通的地方，也不能放置得離補償設備太遠的地方，以免造成不必要的損失。若電容器安裝在專用的電容器室內，要保證電容器室有良好的通風，電容器室采用人工照明。如受條件限制而采取落地安裝時，應有遮欄，地面鋪有混凝土，防止小動物進入。必須注意安裝質量，保持電氣回路和接地部分的接觸良好，以免引起高頻振蕩的電弧，使電容器發(fā)熱和增高電場強度。 圖 14 電力有源濾波器的基本原理 電力有源濾波器的交流電路分為電壓型和電流型。從與補償對象的連接方式來看，電力有源濾波器可分為并聯型和串聯型。 目前電力有源濾波器仍存在一些問題，如電流中有高次諧波，單臺容量低，成本較高等。 （ 2） 綜合潮流控制器 綜合潮流控制器 (unified power flow controller， UPFC)將一個由晶閘管換流器產生的交流電壓串入并疊加在輸電線相電壓上，使其幅值和相角皆可連續(xù)變化，從而實現線路有功和無功功率的準確調節(jié)，并可提高輸送能力以及阻尼系統振蕩。 SPFC 造價明顯低于