为什么采用补偿装置？
在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。在电力系统中除发电机是无功功率的电源外，线路的电容也产生部分无功功率。 在上述两种无功电源不能满足电网无功功率的要求时，导致系统电压及功率因数降低，从而损坏用电设备，严重时会造成电压崩溃，使系统瓦解，造成大面积停电。2003年7月，美国和加拿大出现一起严重的停电事故，最初的起因，就是该片区内的一个小城市的无功功率严重不平衡，拖垮了当地电网，引起连锁反应，最后导致大面积停电。 所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。无功补偿是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换，这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。 补偿无功功率，可以减少发、供电设备的设计容量，减少投资，例如当功率因数cosФ=0.8增加到cosФ=0.95时，装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW；反之，增加0.52KW对原有设备而言，相当于增大了发、供电设备容量。因此，对新建、改建工程，应充分考虑无功补偿，便可以减少设计容量，从而减少投资。 降低线损，由公式ΔP%=（1-cosφ/cosФ）×100%得出其中cosφ为补偿前的功率因数，cosФ为补偿后的功率因数，则cosФ﹥cosφ，所以提高功率因数后，线损率也下降了，减少设计容量、减少投资，增加电网中有功功率的输送比例，以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益。所以功率因数是考核经济效益的重要指标，规划、实施无功补偿势在必行。 视在功率（S）：发电机发出的总功率，可以分为有功部分和无功部分 有功功率（P）：将电能转化为其他形式的能量（光能、热能、机械能）的电功率 无功功率（Q）：为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率 三者关系为：S^2=P^2+Q^2 功率因数：cosφ=P/S 影响功率因数的因素 01.大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者； 02.变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%~15%，它的满载无功功率约为空载的1/3，因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态； 03.供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响。当供电电压高于额定值10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长很快。 补偿的原则 电网无功补偿基本上按照分层、分区和就地平衡原则考虑，并应能随负荷或者电压进行调整，保证系统各枢纽变电站的电压在正常和事故后均能满足规定的要求，避免经长线路或多级变压器传送无功功率。 所谓分层，是指主要承担有功功率传输的220~500kV电网，应尽量保持各电压层间无功功率平衡，减少各电压层间的无功功率串动；所谓分区，是指110kV及以下的供电电网，应实现无功功率分区和就地平衡。 分类 01. 无源补偿装置。包括并联电抗器、并联电容器和串联电容器。无源补偿装置仅用于特性阻抗补偿和线路的阻抗补偿，如并联电容器用来产生无功以减小线路的无功输送，减小电压损失；串联电容器可用于长线路补偿。 02.有源补偿装置。通常为并联连接式，用于维持末端电压恒定。能对连接处的微小电压偏移做出反应，准确地发出或吸收无功功率的修正量。 并联电容器是目前最主要的无功补偿方法。其主要特点是价格低，效率高，运行成本低，在保护完善的情况下可靠性也很高。 在高压及中压系统中主要使用固定连接的并联电容器组，而在低压配电系统中则主要使用自动控制电容器投切的自动无功补偿装置。自动无功补偿装置的结构则多种多样形形色色，适用于各种不同的负荷呢况。对于低压自动无功补偿装置将另文详细介绍。 并联电容器的最主要缺点是其对谐波的敏感性。当电网中含有谐波时，电容器的电流会急剧增大，还会与电网中的感性元件谐振使谐波放大，另外，并联电容器属于恒阻抗元件，在电网电压下降时其输出的无功电出下降，因此不利于电网的无功安全。 优缺点 ①TCR--晶闸管控制电抗器 ②TSC--晶闸管投切电容器 意义 01.改善功率因数。尽量避免发电机降低功率因数运行，同时也防止从远方向负载输送无功引起电压和功率损耗。 02.改善电压调节。负载对无功需求的变化，会引起供电点电压的变化，而补偿装置就是起着维持供电电压在规定范围内的重要作用。 03.改善供电品质，减少负载总电流及电压降，于变压器二次侧加装电容可改善功率因数提高二次侧电压。 04.减少电力损失，一般工厂动力配线依据不同的线路及负载情况，其电力损耗约20%-30%左右，使用电容提高功率因数后，总电波降低，可降低供电流与用电端的电力损失。
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