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為什么要無功補償？

知識百科

電容柜裝在高壓柜側的， 叫做高壓集中補償；裝在低壓側的， 叫做低壓就地補償， 基本以低壓就地補償的為多數 。
 
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

為什么要無功補償？

文章插圖
 
(低壓電容柜模擬圖)
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 。
低壓電容柜的內部元器件有:刀開關、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， 不過內部元器件全部換成相應高壓等級的了， 整體看上去比低壓電容柜要大許多 。
現在很多電容柜內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 。
這是常見的一個低壓補償電容 。
（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換， 而不是被消耗掉的功率 。 我們都知道， 電氣設備有阻性、容性、感性三種性質 。 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， 它實際上是工業的基礎 。 沒有無功， 只有阻性元器件產生的有功功率的話， 根本無法建立起如今的工業繁榮 。 最常見的， 電動機需要建立和維持旋轉磁場， 使轉子轉動， 從而帶動機械運動， 電動機的轉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生磁場， 在二次線圈感應出電壓 。 因此， 沒有無功功率， 電動機就不會轉動， 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）如果用電設備沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場， 這些用電設備就不能維持在額定情況下工作， 用電設備的端電壓就要下降， 從而影響用電設備的正常運行 。
 
2）如果用電設備沒有足夠的無功功率， 向電網中索要無功功率， 就會增加電網的損耗， 加大線路的電壓降， 從而影響整個電網的正常運行 。
 
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的功率因素達到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， 投到“自動”檔位， 就可以根據實際情況投入所需要的電容數量了 。
（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、變頻器等設備， 無功補償的算法與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， 相應的功率因素就是600/1000=0.6 。
 
2）查詢無功補償容量計算系數表， 根據補償前后找到相應的系數F 。 如補償前為0.6， 補償后想達到0.95， 可以查得系數F=1.005
 
3）再通過計算公式：有功功率*系數F， 就等于所需要補償的無功總量了 。 600*1.005=605kvar 。
 
4）根據實際情況， 可以適當放大一些余量， 以防后續增添設備后無功不足 。
為什么要無功補償？

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（無功補償容量計算系數表）
【為什么要無功補償？】