无功补偿（Reactive power compensation），全称无功功率补偿，是一种在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境的技术。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统紊乱，电压波动，谐波增大等诸多状况。

一、何为功率？

功率（Power），经常用来计算物体在一定时间内所使用的能量，国际单位为瓦特（Watt，W），名字的由来是为了纪念英国著名发明家詹姆斯·瓦特（James Watt）。

A、【视在功率】：是指发电机发出的总功率，其中可以分为有功部分和无功部分。

B、【有功功率】：是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。

C、【无功功率】：是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率，它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，建立磁场，就要消耗无功功率。无功功率不做功，但要保证有功功率的传导必须先满足电网的无功功率。

二、为何需要无功补偿？

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。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。

但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要，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。

三、 如何进行无功补偿？

A、【低压个别补偿】：根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，与用电设备共用一套断路器，通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连接运行（如：大中型异步电动机）的无功消耗，以补励磁无功为主。

B、【低压集中补偿】：将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切，电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。

C、【高压分散补偿】：在单台变压器高压侧安装的,用以改善电源电压质量的无功补偿电容器，主要用于城市高压配电中。

D、【高压集中补偿】：将并联电容器组直接装在变电所的6～10KV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用；补偿装置根据负荷的大小自动投切，补偿效益高。

四、有几种无功补偿装置？

A、【同步调相机】：调相机的基本原理与同步发电机没有区别，它只输出无功电流。因为不发电，因此不需要原动机拖动，没有启动电机的调相机没有轴伸，实质就是相当于一台在电网中空转的同步发电机。当增加激磁电流时，其输出的容性无功电流增大。当减少激磁电流时，其输出的容性无功电流减少。当激磁电场减少到一定程度时，输出无功电流为零，只有很小的有功电流用于弥补调相机的损耗，当激磁电流进一步减少时，输出感性无功电流。调相机容量大、对谐波不敏感，并且具有当电网电压下降时输出无功电流自动增加的特点。

B、【并联电容器】：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。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。

C、【SVC】：全称是静止式无功补偿装置，静止两个字是同步调相机的旋转相对应的。国际大电网会议将SVC定义为7个子类：

①机械投切电容器（MSC）；

②机械投切电抗器（MSR）；

③自饱和电抗器（SR）；

④晶闸管控制电抗器（TCR）；

⑤晶闸管投切电容器（TSC）；

⑥晶闸管投切电抗器（TSR）；

⑦自换向或电网换向转换器（SCC/LCC）。

D、【STATCOM】：是一种使用IGBT、GTO或者SIT等全控型高速电力电子器件作为开关控制电流的装置，其基本工作原理是：通过对系统电参数的检测，预测出一个与电源电压同相位的幅度适当的正弦电流波形。当系统瞬时电流大于预测电流的时候，STATCOM将大于预测电流的部分吸收进来，储存在内部的储能电容器中。当系统瞬时电流小于预测电流的时候，STATCOM将储存在电容器中的能量释放出来，填补小于预测电流的部分，从而使得补偿后的电流变成与电压同相位的正弦波。

五、无功补偿有什么意义？

①根据用电设备的功率因数，可测算输电线路的电能损失。通过现场技术改造，可使低于标准要求的功率因数达标，实现节电目的。

②借助于无功补偿设备发出必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量，稳定设备运行。

③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。

④改善供电品质，提高功率因数，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。

⑤延长设备寿命，改善功率因数后线路总电流减少，使已经接近饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低，降低温升增加寿命。

⑥最终满足电力系统对无功补偿的监测要求，减少电费支出，消除因为功率因数过低而产生的罚款（力调电费）。

设有无功补偿柜的低压配电系统