無(wú)功是指長(zhǎng)期使用兩相（照明和使用電焊機(jī)）而造成偏壓，即其中的一相或兩相進(jìn)線不做功或少做功。無(wú)功過(guò)高或過(guò)低時(shí)，會(huì)造成高壓進(jìn)線電流偏壓、線路過(guò)熱、電熔絲熔斷導(dǎo)致缺相，致使運(yùn)轉(zhuǎn)的用電機(jī)具缺相而損壞。無(wú)功過(guò)高或過(guò)低要被罰款是電力部門(mén)控制用戶要正確用電的一種手段!

靜止無(wú)功發(fā)生器  有源電力濾波器  本溪低壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置  高壓靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置

    通常的補(bǔ)救做法是在配電室內(nèi)加安一組或數(shù)組功率補(bǔ)償柜，在使用一相和兩相電時(shí)（通常是在使用多臺(tái)電焊機(jī)時(shí)），測(cè)電流調(diào)換電源接頭使之均勻輸出電壓。

    有功功率是用到電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，無(wú)功功率決不是無(wú)用功率，它的用處很大。電動(dòng)機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是靠從電源取得無(wú)功功率建立的。變壓器也同樣需要無(wú)功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在二次線圈感應(yīng)為電壓                                         為什么功率就要被罰設(shè)備：功率為100個(gè)單位，也就是說(shuō)，有100個(gè)單位的功率輸送到設(shè)備中。然而，因大部分電器系統(tǒng)存在固有的無(wú)功損耗，你只能使用70個(gè)單位的功率。很不幸，雖然僅僅使用70個(gè)單位，卻要付100個(gè)單位的費(fèi)用。在這個(gè)例子中，功率因數(shù)是0.7 (如果大部分設(shè)備的功率因數(shù)小于0.9時(shí)，將被罰款)，這種無(wú)功損耗主要存在于電機(jī)設(shè)備中(又叫感性負(fù)載。功率因數(shù)是馬達(dá)效能的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。

本文闡述了提高功率因數(shù)的方法和意義，以及提高自然功率因數(shù)和人工補(bǔ)償兩方面改善功率因數(shù)的辦法。

　　一、概述
　　在供用電系統(tǒng)中除了有功電源還有無(wú)功電源，兩者缺一不可，感性負(fù)載過(guò)多時(shí)，其功率因數(shù)都較低，影響了線路及配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，就必須通過(guò)合理配置無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，從而達(dá)到節(jié)約電能，降低損耗的目的。

　　1功率因數(shù)與無(wú)功功率的關(guān)系
　　電壓與電流之間的相位差（φ）的余弦叫做功率因數(shù)，用符號(hào)cosφ表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cosφ=P/S。
　　P2+Q2=S2
　　在電力網(wǎng)的運(yùn)行中，功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度，我們希望的是功率因數(shù)越大越好。這樣電路中的無(wú)功功率可以降到最小。
　

　2輸配電線路的有功功率損耗與功率因數(shù)的關(guān)系
　　由于導(dǎo)線存在著電阻，電流通過(guò)線路時(shí)，線路自身產(chǎn)生有功功率損耗，其有功功率損耗又與電流平方成正比。所以，線路在輸送一定的有功功率時(shí)，線路自身產(chǎn)生的有功功率損耗與功率因數(shù)的平方成反比，提高功率因數(shù)就能降低線路的有功功率損耗。

　　3變壓器的銅損耗與功率因數(shù)的關(guān)系
　　變壓器在運(yùn)行中，輸出一定的有功功率時(shí)，其銅損耗與變壓器所帶負(fù)荷視在功率的平方成正比，而視在功率又與變壓器的功率因數(shù)成反比，所以，提高功率因數(shù)就能使變壓器的銅損耗下降。
　　

4變壓器所需容量與功率因數(shù)的關(guān)系
　　由于變壓器在輸出一定有功功率時(shí)，其視在功率與變壓器的功率因數(shù)成反比，所以當(dāng)變壓器輸出一定有功功率時(shí)，功率因數(shù)提高就能減少變壓器的需要容量，從而提高變壓器的供電能力。
　　

二、提高功率因數(shù)
　　一影響功率因數(shù)的主要因素
　　1大量的電感性設(shè)備，如異步電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電爐等設(shè)備是無(wú)功功率的主要消耗者。在工礦企業(yè)所消耗的全部無(wú)功功率中，異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)功功耗占了60%～70%；而在異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)所消耗的無(wú)功又占到電動(dòng)機(jī)總無(wú)功消耗的60%～70%。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能的提高負(fù)載率。
　　2變壓器消耗的無(wú)功功率一般約為其額定容量的10%～15%，它的空載無(wú)功功率約為滿載時(shí)的1/3.因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)空載運(yùn)行或長(zhǎng)期處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。
　　3供電電壓超過(guò)規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大的影響。當(dāng)供電電壓高于額定值的10%時(shí)，由于磁路飽和的影響，無(wú)功功率將增長(zhǎng)得很快，供電電壓為額定值的110%時(shí)，一般無(wú)功將增加35%左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時(shí)，無(wú)功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。
　　二無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊话惴绞?br/>　　1采取適當(dāng)措施，設(shè)法提高系統(tǒng)自然功率因數(shù)
　　提高自然功率因數(shù)是不需要任何補(bǔ)償設(shè)備投資，僅采取各種管理上或技術(shù)上的手段來(lái)減少各種用電設(shè)備所消耗的無(wú)功功率，這是一種最經(jīng)濟(jì)的提高功率因數(shù)的方法：
　　1） 合理選擇電動(dòng)機(jī)的容量，使其接近滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　2） 對(duì)實(shí)際負(fù)荷不超過(guò)額定容量40%的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)更換為小容量電動(dòng)機(jī)。
　　3） 合理安排和調(diào)整工藝流程，改善用電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，應(yīng)限制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　4） 正確選擇變壓器，提高變壓器的負(fù)荷率（一般為75%～80%較為合適）。對(duì)于負(fù)荷率低于30%的變壓器，應(yīng)予以更換。
　　5） 對(duì)于負(fù)荷率在60%～90%的繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，必要時(shí)可以使其同步化，此時(shí)電動(dòng)機(jī)可以向電力系統(tǒng)輸出無(wú)功功率。
　　2人工補(bǔ)償功率因數(shù)
　　用戶功率因數(shù)僅靠提高自然功率因數(shù)一般是不能滿足要求的，因此，還必須進(jìn)行人工補(bǔ)償，無(wú)功補(bǔ)償通過(guò)采用的方法主要有3種：低壓個(gè)別補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償。
　　1） 低壓個(gè)別補(bǔ)償
　　低壓個(gè)別補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無(wú)功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過(guò)控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且連續(xù)運(yùn)行（如大中型異步電動(dòng)機(jī)）的無(wú)功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無(wú)功為主。低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也推出，因此不會(huì)造成無(wú)功倒送。具有投資少、占位小，安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。
　　2） 低壓集中補(bǔ)償
　　低壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)，以無(wú)功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線上的無(wú)功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進(jìn)行，做不到平滑的調(diào)節(jié)。低壓補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，使無(wú)功就地平衡，從而提高配變利用率。
　　3） 高壓集中補(bǔ)償
　　高壓集中補(bǔ)償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的6～10kV高壓母線上的補(bǔ)償方式。適用于用戶遠(yuǎn)離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又有一定的補(bǔ)償作用；補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，從而合理地提高了用戶的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)的增加。
　　3無(wú)功電源
　　電力系統(tǒng)的無(wú)功電源除了同步電機(jī)外，還有靜電電容器、靜止無(wú)功補(bǔ)償器以及靜止無(wú)功發(fā)生器，除電容器外，其余幾種既能吸收容性無(wú)功又能吸收感性無(wú)功。
　　1） 同步電機(jī)
　　同步電機(jī)中有發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)3種。同步發(fā)電機(jī)是的有功電源，同時(shí)又是最基本的無(wú)功電源，以滯后功率因數(shù)運(yùn)行為主，向系統(tǒng)提供無(wú)功，但必要時(shí)，也可以減小勵(lì)磁電流，使功率因數(shù)超前，即所謂的“進(jìn)相運(yùn)行”，以吸收系統(tǒng)多余的無(wú)功。同步調(diào)相機(jī)是空載運(yùn)行的同步電機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是能在欠勵(lì)或過(guò)勵(lì)的情況下向系統(tǒng)吸收或供出無(wú)功，裝有自勵(lì)裝置的同步電機(jī)能根據(jù)電壓平滑地調(diào)節(jié)輸入或輸出的無(wú)功功率。但他有功損耗大、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、影響速度慢、進(jìn)來(lái)已逐漸退出電網(wǎng)運(yùn)行。
　　2） 并聯(lián)電容器
　　并聯(lián)電容器補(bǔ)償是目前使用最廣泛的一種無(wú)功電源，由于通過(guò)電容器的交變電流在相位上正好超前于電容器極板上的電壓，相反于電感中的滯后，并聯(lián)電容器本身功耗很小，裝設(shè)靈活，節(jié)省投資；由它向系統(tǒng)提供無(wú)功可以改善功率因數(shù)，減少由發(fā)電機(jī)提供的無(wú)功功率。
　　3） 靜止無(wú)功補(bǔ)償器
　　靜止無(wú)功補(bǔ)償器是由晶閘管所控制投切電抗器和電容器組成，由于晶閘管對(duì)于控制信號(hào)反應(yīng)極為迅速，而且通斷次數(shù)也可以不受控制。當(dāng)電壓變化靜止補(bǔ)償器能快速、平滑地調(diào)節(jié)，以滿足動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰?，同時(shí)還能做到分相補(bǔ)償；對(duì)于三相不平衡負(fù)荷及沖擊負(fù)荷有效較強(qiáng)的適應(yīng)性；但由于晶閘管控制對(duì)電抗器的投切過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高次諧波，為此需加專(zhuān)門(mén)的濾波器。
　　4） 靜止無(wú)功發(fā)生器
　　它的主體是一個(gè)電壓源型逆變器，由可關(guān)晶閘管適當(dāng)?shù)耐〝?，將電容上的直流電壓轉(zhuǎn)換成為與電力系統(tǒng)電壓同步的三相交流電壓，再通過(guò)電抗器和變壓器并聯(lián)接入電網(wǎng)。適當(dāng)控制逆變器的輸出電壓，就可以靈活地改變其運(yùn)行工況，使其處于容性、感性或零負(fù)荷狀態(tài)。于靜止無(wú)功補(bǔ)償器相比，發(fā)生器相應(yīng)速度更快，諧波電流更少，而且在系統(tǒng)電壓較低時(shí)仍能向系統(tǒng)注入較大的無(wú)功?！?/span>

　三、結(jié)束語(yǔ)
　　綜上所述，提高功率因數(shù)對(duì)的能源利用、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益起到促進(jìn)作用， 是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)損耗以及安全運(yùn)行所不可缺少的條件，應(yīng)根據(jù)不同情況采取相應(yīng)措施來(lái)提高功率因數(shù)，降低無(wú)功損耗，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。