我是电气专业的，但是学的不好 现在对于电路的无功补偿一直不是很清晰，比如配电的时候
kuaidi.ping-jia.net 作者：佚名 更新日期：2024-08-09
我是电气专业的，但是学的不好 现在对于电路的无功补偿一直不是很清晰，比如配电的时候
有功功率（Active Power）：交流电路里的平均功率。当交流电流是正弦量时，有功功率等于电压或电动势与有功电流（与电压或电动势同相的交流电流分量）的乘积。
无功功率（Reactive Power）：电压或电动势与无功电流（与电压或电动势成正交的交流电流分量）的乘积。
以上是国际电工委员会给出关于有功功率、无功功率的定义。
关于无功功率这个名称的含意，可以对照机械功的情况来理解。作用力与物体沿作用力方向移动的距离的乘积，就是作用力所作的功；而作用力与物体沿作用力成正交的方向移动的距离的乘积，它具有功的形式，但没有功的意义。交流电路中的无功功率也正是这样的。
物理概念：
设R、L、C串联电路两端的电压u=√2USin(ωt+φ)，电流i=√2ISinωt，那么，在某一瞬间输入电路的瞬时功率为：p=ui=√2USin(ωt+φ)·√2ISinωt=UICosφ(1-Cos2ωt)+UISinφ·Sin2ωt
其中U、I分别为电压、电流的有效值，φ为初相角，t为时间。可见瞬时功率p由两部分组成：
①p=UICosφ(1-Cos2ωt)，如|φ|=π/2(纯电感、电容电路)，则p=0；当0≤|φ|＜π/2时(带有电阻电路)，则p任何瞬时都为正值，并以两倍角频率变化。这说明任何时候电源都向电阻输送功率做功，其平均值P=UICosφ即为有功功率。
②p=UISinφ·Sin2ωt，如φ=0(纯电阻电路)则p=0；当φ≠0时(非纯电阻电路)，p以两倍角频率按正弦规律变化，其瞬时值一会儿为正一会儿为负，平均值为零。这说明电源和电感、电容之间进行着能量的变换，亦即一会由电源向电感、电容输送能量，转换为磁场和电厂储存起来，一会儿又由电感、电容把储存的能量送回电源，而不做功。这种电源和电感、电容之间能量交换的幅值Q=UISinφ，即称之为无功功率。
可见，无功功率是具有同有功功率相同形式、相同的量纲，表征电源和电路中储能元件(电感、电容)能量交换的大小的一个物理量。根据无功功率英语Reactive Power的语意，即电抗(感抗、容抗)的、活动的功率来理解其物理概念，似乎更贴切一些。
作用：
如上所述，无功并非无用之功。无功用来在电路的电感、电容元件中建立变化的电、磁场，从而建立电压，传递和转换有功功率，成为电力系统和用电设备(纯电阻设备外)正常运转所不可缺少的重要因素之一。
无功电源和负荷
由于无功功率表征着电源和电路中储能元件(电感、电容)间的一种能量交换，所以在一段时间里，很难区分无功功率是从哪里发生，又在哪里消耗。但如果规定正常运行方式下的发电机组，任何时候都是认为是发生无功功率的。那么，凡是无功功率的方向与其相同的，即被认为是无功功率的发生(+)；与其相反的，即被认为是无功功率的消耗(-)。前者称为无功电源，后者则称为无功负荷。
主要的无功电源包括：同步发电机、同步调相机、并联电容器、高压架空线路的电容。
主要的无功负荷包括：变压器、输电线路、异步电动机、欠励磁状态下运行的同步发电机和同步调相机。
此外分组投切的并联电容、电抗器组和静止补偿器，在不同运行状态下，既可作为无功电源发生无功，又可作为无功负荷吸收无功。
以上摘自华东电网供用电培训教材《并联电容补偿装置技术》，华东电业管理局供用电处编，一九八四年十二月。
另外建议你去大点的新华书店买一本关于无功补偿方面的书，就应该很清楚了！
电感使电流滞后，电容使电流超前。
对于电动机等感性负载采用并联电容的方法是为了利用电容电流超前的特性补偿电感电流滞后，从而达到提高功率因数的目的。
计算一下电感-电容并联电路的电抗值就理解了。如果有电路仿真，最好用仿真的方法看一下电流波形就更好理解了。
举一个例子，骑自行车时候，一只脚的动作：向下踏再向上提，比作向下踏为有功功率，向上提为无功功率。
电容器好比一个向上提的动力源
双脚体会一下
电网输出的功率包括两部分：一是有功功率；二是无功功率。直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率；不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率，如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能。电流在电感元件中作功时，电流滞后于电压90°。而电流在电容元件中作功时，电流超前电压90°。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180°。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，从而提高功率因数即cosΦ值（Φ值越小，cosΦ就越大）。 无功补偿的具体实现方式：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。
无功补偿的意义：
⑴补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数。
⑵减少发、供电设备的设计容量，减少投资，例如当功率因数cosΦ=0.8增加到cosΦ=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。
⑶降低线损，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。
电网中常用的无功补偿方式包括：
① 集中补偿：在高低压配电线路中安装并联电容器组；
② 分组补偿：在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；
③ 单台电动机就地补偿：在单台电动机处安装并联电容器等。
加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。
确定无功补偿容量时，应注意以下两点：
① 在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的。
② 功率因数越高，每千伏补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0.95就是合理补偿
就三种补偿方式而言，无功就地补偿克服了集中补偿和分组补偿的缺点，是一种较为完善的补偿方式：
⑴因电容器与电动机直接并联，同时投入或停用，可使无功不倒流，保证用户功率因数始终处于滞后状态，既有利于用户，也有利于电网。
⑵有利于降低电动机起动电流，减少接触器的火花，提高控制电器工作的可靠性，延长电动机与控制设备的使用寿命。
无功就地补偿容量可以根据以下经验公式确定：Q≤UΙ0式中：Q---无功补偿容量（kvar）；U---电动机的额定电压（V）；Ι0---电动机空载电流（A）；但是无功就地补偿也有其缺点：⑴不能全面取代高压集中补偿和低压分组补偿；众所周之，无功补偿按其安装位置和接线方法可分为：高压集中补偿、低压分组补偿和低压就地补偿。其中就地补偿区域最大，效果也好。但它总的电容器安装容量比其它两种方式要大，电容器利用率也低。高压集中补偿和低压分组补偿的电容器容量相对较小，利用率也高，且能补偿变压器自身的无功损耗。为此，这三种补偿方式各有应用范围，应结合实际确定使用场合，各司其职。
定义： 有功功率（Active Power）：交流电路里的平均功率。当交流电流是正弦量时，有功功率等于电压或电动势与有功电流（与电压或电动势同相的交流电流分量）的乘积。
计算容量"1486.1KW是变压器低压侧所有负载额定功率的合计值。因为是功率，所以单位是KW而不是KVA。只一个计算容量值跟补偿没有关系。功率因数是补偿后的，因为低压设备向电机一类的负载功率因数也就在0.85左右，根本到不了0.95，再说如果功率因数到0.95的话，也就不用补偿300KVA的电容了。因为你的负载不确定，并且电容投入量也不确定，所以补偿前的功率因数没法计算。额定电流一般是指供电设备额定输出的电流或用电设备在额定电压下拖动额定负载时的电流。计算电流不好说，要看怎么计算了。你这个表格不是通用表格，只能问设计表格的人了，不过这个没有必要一定要知道。如有其他问题只管问我好了。
定义：有功功率（Active Power）：交流电路里的平均功率。当交流电流是正弦量时，有功功率等于电压或电动势与有功电流（与电压或电动势同相的交流电流分量）的乘积。
无功功率（Reactive Power）：电压或电动势与无功电流（与电压或电动势成正交的交流电流分量）的乘积。
以上是国际电工委员会给出关于有功功率、无功功率的定义。
关于无功功率这个名称的含意，可以对照机械功的情况来理解。作用力与物体沿作用力方向移动的距离的乘积，就是作用力所作的功；而作用力与物体沿作用力成正交的方向移动的距离的乘积，它具有功的形式，但没有功的意义。交流电路中的无功功率也正是这样的。
物理概念：
设R、L、C串联电路两端的电压u=√2USin(ωt+φ)，电流i=√2ISinωt，那么，在某一瞬间输入电路的瞬时功率为：p=ui=√2USin(ωt+φ)·√2ISinωt=UICosφ(1-Cos2ωt)+UISinφ·Sin2ωt
其中U、I分别为电压、电流的有效值，φ为初相角，t为时间。可见瞬时功率p由两部分组成：
①p=UICosφ(1-Cos2ωt)，如|φ|=π/2(纯电感、电容电路)，则p=0；当0≤|φ|＜π/2时(带有电阻电路)，则p任何瞬时都为正值，并以两倍角频率变化。这说明任何时候电源都向电阻输送功率做功，其平均值P=UICosφ即为有功功率。
②p=UISinφ·Sin2ωt，如φ=0(纯电阻电路)则p=0；当φ≠0时(非纯电阻电路)，p以两倍角频率按正弦规律变化，其瞬时值一会儿为正一会儿为负，平均值为零。这说明电源和电感、电容之间进行着能量的变换，亦即一会由电源向电感、电容输送能量，转换为磁场和电厂储存起来，一会儿又由电感、电容把储存的能量送回电源，而不做功。这种电源和电感、电容之间能量交换的幅值Q=UISinφ，即称之为无功功率。
可见，无功功率是具有同有功功率相同形式、相同的量纲，表征电源和电路中储能元件(电感、电容)能量交换的大小的一个物理量。根据无功功率英语Reactive Power的语意，即电抗(感抗、容抗)的、活动的功率来理解其物理概念，似乎更贴切一些。
作用：
如上所述，无功并非无用之功。无功用来在电路的电感、电容元件中建立变化的电、磁场，从而建立电压，传递和转换有功功率，成为电力系统和用电设备(纯电阻设备外)正常运转所不可缺少的重要因素之一。
无功电源和负荷
由于无功功率表征着电源和电路中储能元件(电感、电容)间的一种能量交换，所以在一段时间里，很难区分无功功率是从哪里发生，又在哪里消耗。但如果规定正常运行方式下的发电机组，任何时候都是认为是发生无功功率的。那么，凡是无功功率的方向与其相同的，即被认为是无功功率的发生(+)；与其相反的，即被认为是无功功率的消耗(-)。前者称为无功电源，后者则称为无功负荷。
主要的无功电源包括：同步发电机、同步调相机、并联电容器、高压架空线路的电容。
主要的无功负荷包括：变压器、输电线路、异步电动机、欠励磁状态下运行的同步发电机和同步调相机。
此外分组投切的并联电容、电抗器组和静止补偿器，在不同运行状态下，既可作为无功电源发生无功，又可作为无功负荷吸收无功。
以上摘自华东电网供用电培训教材《并联电容补偿装置技术》，华东电业管理局供用电处编，一九八四年十二月。
另外建议你去大点的新华书店买一本关于无功补偿方面的书，就应该很清楚了！
电感使电流滞后，电容使电流超前。
对于电动机等感性负载采用并联电容的方法是为了利用电容电流超前的特性补偿电感电流滞后，从而达到提高功率因数的目的。
计算一下电感-电容并联电路的电抗值就理解了。如果有电路仿真，最好用仿真的方法看一下电流波形就更好理解了。
举一个例子，骑自行车时候，一只脚的动作：向下踏再向上提，比作向下踏为有功功率，向上提为无功功率。
电容器好比一个向上提的动力源
双脚体会一下
电网输出的功率包括两部分：一是有功功率；二是无功功率。直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率；不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率，如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能。电流在电感元件中作功时，电流滞后于电压90°。而电流在电容元件中作功时，电流超前电压90°。在同一电路中，电感电流与电容电流方向相反，互差180°。如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，使两者的电流相互抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，从而提高功率因数即cosΦ值（Φ值越小，cosΦ就越大）。 无功补偿的具体实现方式：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。
无功补偿的意义：
⑴补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数。
⑵减少发、供电设备的设计容量，减少投资，例如当功率因数cosΦ=0.8增加到cosΦ=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。
⑶降低线损，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。
电网中常用的无功补偿方式包括：
① 集中补偿：在高低压配电线路中安装并联电容器组；
② 分组补偿：在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；
③ 单台电动机就地补偿：在单台电动机处安装并联电容器等。
加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。
确定无功补偿容量时，应注意以下两点：
① 在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的。
② 功率因数越高，每千伏补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0.95就是合理补偿
就三种补偿方式而言，无功就地补偿克服了集中补偿和分组补偿的缺点，是一种较为完善的补偿方式：
⑴因电容器与电动机直接并联，同时投入或停用，可使无功不倒流，保证用户功率因数始终处于滞后状态，既有利于用户，也有利于电网。
⑵有利于降低电动机起动电流，减少接触器的火花，提高控制电器工作的可靠性，延长电动机与控制设备的使用寿命。
无功就地补偿容量可以根据以下经验公式确定：Q≤UΙ0式中：Q---无功补偿容量（kvar）；U---电动机的额定电压（V）；Ι0---电动机空载电流（A）；但是无功就地补偿也有其缺点：⑴不能全面取代高压集中补偿和低压分组补偿；众所周之，无功补偿按其安装位置和接线方法可分为：高压集中补偿、低压分组补偿和低压就地补偿。其中就地补偿区域最大，效果也好。但它总的电容器安装容量比其它两种方式要大，电容器利用率也低。高压集中补偿和低压分组补偿的电容器容量相对较小，利用率也高，且能补偿变压器自身的无功损耗。为此，这三种补偿方式各有应用范围，应结合实际确定使用场合，各司其职。
