电力系统为什么要进行无功功率补偿？如何补偿？

1、什么是无功功率？对无功功率的认识。

答：无功功率是一交换功率的幅值，反映了内部与外部交换能量的能力大小，即电源与电感与电容之间能量交换的最大值。

（1） 电力网在运行时，电源供给的无功功率是用来在电气设备中建立和维持磁场，进行能量的交换的，它为能量的输送、转换创造了必须的条件。没有它，变压器就不能变压和输送电能，没有它，电动机的旋转磁场就建立不起来，电动机就旋转。

（2） 由于无功电力不直接做实际消耗之功，他仅完成电磁能量的相互转换，反映出交流电流电路中的电感、电容和电源之间进行能量交换的规模，因而也就不消耗燃料或水能。

（3） 无功功率和有功功率是密切相关的，输送有功电力时需要消耗无功功率，输送无功功率时需要消耗有功功率，无功功率和有功功率都是通过电流传输的，导体中的电流成分既包括无功成分，也包括有功成分。这个电流通过导体的电阻和电抗时，就会造成无功损耗和有功损耗，还会造成电压降落，直接影响电力网的经济安全运行。

（4） 电力系统中的无功损耗包括变压器的无功损耗：励磁损耗和绕组中的损耗，以及电力线路的无功损耗：并联电纳和串联电抗。

2、电力网中为什么要进行无功补偿？

答：在电力系统中，如变压器、电动机等许多工作时需要励磁的设备都需要从电力系统中吸收感性无功功率来励磁工作的，还有输电线路具有分布电容，在电压下将产生容性无功功率，也就是说线路要吸收感性无功。在电力系统中，发电机是唯一的有功电源，也是为基本的无功电源。如果我们只依靠发电机来提供无功功率的话，电力系统中之间由于无功功率不断地来回地交换会引起发电、输电及供配电设备上的电压损耗及功率损失，况且发电机发出的所有功率等于有功功率与无功功率的矢量和，提供的无功功率多时，提供的有功功率就少了，这种运行方式也是很不经济的。假如系统会用这种方式运行，由于各种变压器、电动机等感性无功负荷离发电机太远，无功功率不断地在这些点之间来回地进行流动，会导致线损增大此时还会增加发电机、变压器及其他电器设备和导线的容量，还会使用户选择控制、测量的规格加大。何况上述运行方式下，提供的无功功率是很有限的，对于整个电力系统来说，对我功功率的需求是很大的。当无功功率不足时，会使线路及变压器的压降增大，如果是冲击性无功功率负载，会产生电压剧烈波动，使供电质量严重降低。比如电弧炉、轧钢机等设备会频繁的无功功率冲击，会使电网电压剧烈波动，甚至是同一电网上的用户无法正常工作。当电压降落时，会对许多设备的使用产生不良影响。比如降落过多，电动机可能停止运转，或不能启动。电压降低，电动机电流将显著增大，绕组温度升高，严重情况下会使电动机烧毁。

3、如何进行无功补偿？

答：电容电路与电感电路相似，在电容元件与电源之间也有无功功率在进行交换，只是时间上差半个周期，即当电感电路从电源吸收能量的半个周期，恰为电容放电过程，另半个周期则是电感元件向电源送还能量，而电容电路恰为充电过程。将电容与电感并联起来，电容元件就可以取代电源，与电感进行这部分无功功率的交换。交流电源是必须有的，它是提供有功功率的。其实无功功率也是很难做到完全补偿的。

注释：绝大部分电气设备的等效电路可看作电阻R与电感L串联的电路。

4、电力网采取的无功补偿方式都有哪些？

答：电力网常用的无功补偿方式包括：集中补偿方式、分散就地补偿方式和单机就地补偿方式。

a) 将补偿电容器直接接在变电所的高压或低压母线上，对该变电所供电范围内的无功功率进行补偿，成为集中补偿方式。

电容器集中装设在企业或地方总降压变电所的6~10kV母线上，用来提高整个变电所的功率因数，使该变电所的供电范围内无功功率基本平衡。可以减少高压线路的无功损耗，而且能够提高本变电所的供电电压质量。

b) 将电容器接在车间动力箱母线上，对附近的电动机等无功负荷进行无功补偿，相对于在总配电房的集中补偿而言，称为分散就地补偿。

适用于高压配电装置或低压动力装置配电箱附近有比较密集的电动机群。特别适用于低压4kW及以下的电动机群或相互备用的高压电动机群。

c) 将电容器置于电动机附近，对其进行单独就地补偿，称为单机就地补偿方式。

单机就地补偿方式主要适用于年运行时间较长的电动机。