【電魯班】什么是功率因數，為什么要無功補償，怎么補償？
2025-04-18瀏覽次數：362
功率因數提升與無功補償方法
什么是功率因數，為什么要無功補償，怎么補償？
01 什么是功率因數？
功率因數是指交流電路中有功功率與視在功率的比值，用cosΦ表示，反映電能的有效利用率。在之前的直流電時代，是沒有功率因數這一說的，那時候功率因數都是1。后來將我們帶入了交流電時代，從此以后功率因數就常常伴隨在我們的身邊。（一般功率因數都是小于1的）。
學術上，功率因數就等于有功功率除以視在功率的比值。有功功率就是用電設備消耗的電能。這里與有功功率相對應的有一個無功功率，無功功率是交流電路中電場或磁場與電源之間周期性交換能量的功率。
計算公式
有功功率的平方+無功功率的平方=視在功率的平方
02 為什么要無功補償？
具體來說，功率因數就是線路和負載中的電容和電感，這兩種器件和一般的用電器件不一樣。它們不光要吃（消耗）電能，它們還要拿（儲存），一般來說，其吃電的能力遠遠大于其拿電的能力。這就造成了一部分電能沒有做功，但是卻產生了電流。
其實電做不做功也是那些科學家研究的事，和我們一般也沒什么關系。但是發(fā)電機表示自己本來能發(fā)1萬千瓦一小時的電，現(xiàn)在功率因數比較低，在保證電流不過載（過載犧牲發(fā)電機壽命，并且容易故障）的條件下，自己發(fā)的電少了。
這下發(fā)電廠不干了，咱們賣電可是按有功功率算的呀，無功功率跟著湊什么熱鬧。供電局表示自己的線路都滿載了，用電端說電不夠，發(fā)電端說發(fā)不出來啦~哦~原來都給無功功率把容量給占用了。這就好比你坐地鐵，買一次票，從起點到終點，再到起點。就是不出站。5元錢坐一天地鐵。地鐵人員表示很無奈。
那咋整？容性負載和感性負載能相互抵消？原來電容電流超前電壓90°。而電感則是電壓超前電流90°。那么兩個容抗和感抗相等的電容和電感在一起，電路的功率因數就成1啦。
那么問題來了，我們日常的供電系統(tǒng)的負載，是電感多呢？還是電容多呢？小編先說說電容，廣義來說，任意兩個導體組成的孤立體系都是一個電容器，但是這種電容的電容量很小，主要和導體上電荷量及導體間距離有關。
再說說電感，電感就是電線多轉幾個彎。最常見的就是線圈。小編就見過一個電焊機因為線長了，工人又犯懶，沒有把卷在一起的電線分開，結果導致電焊機不能引弧。他們驚呼：上午用還是好的，怎么下午就壞啦。然后我上去飛起一腳，電焊機就修好啦！哈哈，跑題啦！
除了線圈，電動機也是屬于電感性負載，通俗點說，只要有繞組的都是電感性負載。所以日常中，電感性負載的量要遠大于電容性負載。
所以我們要功率補償，一般就是算一下自己這邊的無功功率，然后上一套電力電容器。功率因數就上去了！
03 如何進行無功補償？
電容器補償的方式的選擇：
（1）采用并聯(lián)電力電容器作為人工無功補償裝置時，為了盡量減少線損和電壓損失，宜就地平衡補償，即低壓部分的無功功率宜由低壓電容器補償，高壓部分的無功功率宜由高壓電容器補償。
當無高壓負荷時不得在高壓側裝設并聯(lián)電容器裝置。當對電動機用電設備采用就地單獨補償時，補償電容器的額定電流不應超過電動機勵磁電流的0.9倍。在進行用電負荷計算時，應計入補償后的無功功率。
（2）補償電容器組的投切方式分為手動和自動兩種。對于補償低壓基本無功功率的電容器組以及常年穩(wěn)定的無功功率和投切次數較少的高壓電容器組，宜采用手動投切。為避免過補償或在輕載時電壓過高，造成某些用電設備損壞等，宜采用自動投切。在采用高、低壓自動補償裝置效果相同時，宜采用低壓自動補償裝置。
（3）無功自動補償的調節(jié)方式：以節(jié)能為主進行補償者，采用無功功率參數調節(jié)；對沖擊性負荷、動態(tài)變化快的負荷及三相不平衡負荷，可采用晶閘管（電子開關）控制，使其平滑無涌流，動態(tài)效果好，且可分相控制，有三相平衡效果。
（4）電容器分組時，應與配套設備的技術參數適應，滿足電壓偏差的允許范圍，適當減少分組數和加大分組容量。分組電容器投切時，不應產生諧振。
（5）高壓電容器組宜串聯(lián)適當參數的電抗器，低壓電容器組宜加大投切容量，采用專用投切接觸器或晶閘管，以減少合閘沖擊電流。受用電設備諧波含量影響較大的線路上裝設電容組時，電抗器宜串聯(lián)。
結語
總之，功率因數是衡量交流電路電能利用效率的關鍵指標。由于現(xiàn)實供電系統(tǒng)中電感性負載居多，功率因數往往偏低，這限制了發(fā)電機的發(fā)電效率和供電線路的傳輸效率。通過合理配置電力電容器進行無功補償，可有效提高功率因數，提升電能供給效率，增強電力系統(tǒng)運行的經濟性和穩(wěn)定性，是現(xiàn)代電力系統(tǒng)高效運行的必要保障。
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