姜马超+米云宝

摘 要：我国电网是一个非常复杂的系统，不是我们平常想的仅仅传输电能，只要不短路或者断路就不会有问题。实际在电网运行中有很多问题，过多的高次谐波就会多整个电网造成极大的损害。企业用电的过程中会产生大量的无功功率，若不处理这些无功就会反馈给电网，影響电能质量，给整个电网带来不可估量的损失。因此对企业用电的无功补偿处理显的至关重要。

关键词：功率因数；无功补偿；设计

1 概述

企业用电产生的大量无功会反馈给电网，仅凭电网自身是无法消化这部分无功功率的，因此企业都必须设计无功补偿系统来消除这部分无功，减小对电网造成的影响。

2 影响无功功率的主要因素

工矿企业的现场负荷、用电设备在使用过程中，不但要损耗有功功率，还需提供无功功率，因此产生了功率因数。当有功功率P为一定值时，无功功率Q的值降低，则会使得功率因数升高。在最理想情况下，当Q=0时，就彻底的消除的无功功率。所以只有降低了配电系统中的无功功率，配电系统的功率因数就会提高。

2.1 产生无功的主要设备

三相异步电动机、一体式焊机、高频炉、变压器等数量巨大的电感性设备，造成了无功功率的大量消耗。相关资料统计，在工矿企业消耗的所有无功功率中，60%～70%的高比例为异步电动机的无功损耗；然而三相异步电动机总无功损耗的6/10～7/10又被空载时所损耗。所以减少电动机的空载损耗是提高电动机功率因数的重要有效手段。变压器的无功功率通常会损耗其额定容量的1/10～1.5/10，而且变压器如果满载状态下的无功约为空载时的30%左右。因此，变压器容量的合理选择和用电负荷的合理分配也是改善工矿企业配电系统功率因数的重要手段之一。

异步电动机对无功需求的多少和电动机的定子与转子间的气隙有很大的关系。而异步电动机所耗用的无功功率由两部分组成，一是电动机空载时的无功损耗，而是在负载时的无功损耗，总无功损耗就是这两部分之和。所以减少电动机的空载运行和提高电动机的负载率就可以提高电动机的功率因数。

2.2 电压波动对功率因数的影响

在工矿企业比较多的区域或者雷雨恶劣天气的环境下，电网就会容易出现电压波动的状况。当电压波动值达到额定电压1.1时，磁路就会饱和，无功功率会快速增大，依据相关资料统计，当电压波动值达到额定电压1.1时，通常工矿企业的无功会提高35%左右。当配电系统低于额定值运行时，可以提高配电系统的功率因数。但低于额定电压运行会造成用电负荷的停运甚至损坏。所以配电系统的稳定运行也是保证功率因数得重要因素。

2.3 电网频率波动对功率因数的影响

电网频率波动作为污染电网质量的主要因数，不但会影响异步电机的无功功率，还对变压器的磁化无功功率形成不良影响。

影响配电系统功率因数的因素有很多，以上从不同方面阐述了会影响配电系统功率因数的一些主要因素，我们必须通过工作实践和理论知识相结合，寻求更多得方法来提高用电设备的功率因数，为工矿企业的无功补偿技术服务。

3 补偿容量的确定

3.1 单负荷补偿容量计算

式中：Kn：年平均有功负荷系数，通常取0.7～0.75；Pn：企业有功功率之和；tg?1、tg?2意义同前。tg?1依据企业负荷性质不同可以查手册近似值取得，cos?1使用平均功率因数加权的方法也可以取得。

多负荷集中补偿的电容器接线、安装方便，系统稳定、设备利用率偏高。但在设备负荷较轻或者间断运行时，会使设备过补偿，电压累加到用电设备上，电压升高。用电质量变差。所以低压多负荷选择好容量，必须采用无功补偿控制器进行控制，即根据采集的电流计算无功补偿容量的投入，高压配电补偿时需要考虑预防过补偿的方法。

4 结束语

本文先从企业用电的无功来源出发，分析企业用电无功的产生有三相异步电机等感性设备用电，其他因素引起的电压、频率波动等因素引起的。通过分析产生无功的原因，阐述了几种无功补偿的具体计算方法。随着技术越来越先进，企业也应该提升自身的技术基础，才能得到清洁高效的电能。

参考文献

[1]孙成宝，李广泽.配电网实用技术[M].北京：中国水利水电出版社，1997.

[2]刘沛津，谷立臣.含风电场的电力系统无功规划优化[J].电网技术，2010，34（7）：175-179.