Question

无功补偿的作用和原理

Answer 1

无功补偿的基本原理是：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。

由于进行了无功补偿，可使补偿点以前的线路中通过的无功电流减小，从而使线路的供电能力增加，减小损耗。总之，增加无功补偿后会减少无功在电网中流动，其主要目的是降低线损，其次，能很好地改善电压质量，从而提高供电企业的经济效益。

无功补偿注意事项

处理高压无功补偿柜内部的故障时，首先必须断开电容器组的断路器以及上下隔离开关。尽管无功补偿柜的电容器组通过放电线路进行放电，但内部仍然残留有电荷，如果直接触摸它，将会造成人身伤害。

因此，为了人身安全，维护人员必须戴上绝缘手套，然后再进行一次人工挂接地线放电。在执行维护工作之前，通过外挂接地线将故障电容器的两极短路，以消除内部电荷。

无功补偿的优势：
1、补偿无功功率，就是提高微电网的功率因数，这等同于提高微电网的效率，降低变压器的负荷，减少变压器的损耗。
2、降低电网中的功率损耗和电能损失。通过无功补偿，可以减少微电网的线路损耗，直接降低电能消耗，减少用电成本。
3、改善电能质量，提高用电设备的工作效率和降低故障率，使电压和频率更稳定，过滤出一定的电力谐波，从而保证用电设备工作更稳定，工作效率更高，降低电力设备的故障率，等同于提高设备效益。
4、减小变压器等设备的投入，节省投资。微电网的功率因数提高以后，微电网的负载就降低，同样的变压器，可以给更多的设备供电，这就减少变电设备的投入，间接提高经济效益。

Answer 2

无功补偿是电网运行中最常用、最有效的降损节能技术措施之一。它是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高电网的功率因数，降低损耗，改善电网电压质量。
在实际工作中，我们发现一些电力用户对无功补偿的积极性不高，由于他们在认识上存在误区，因此总认为无功补偿是供电公司的事，与用户没有多大关系，进行无功补偿对用户没有多大好处。其实，无功补偿不仅对供电公司有利，而且对电力用户也有很大好处。为便于电力用户理解，简单分析如下：
无功补偿的实质是要尽量减少无功功率在网络中传递，设法就地安装无功电源，从而满足电力用户及网络元件对无功功率的需求。变电站安装的电容器装置只能减少110kV、35kV线路中无功功率的传递，降低110kV、35kV线路的损耗，而电力用户安装的的电容器装置，能减少整个网络中无功功率的传递，从而能降低整个网络的线路损耗，改善整个网络的电压质量。

Answer 3

1. 作用   

提高功率因数：在交流电路中，许多电气设备（如电动机、变压器等）运行时需要无功功率来建立磁场。若无功功率没有得到补偿，功率因数会降低。通过无功补偿，可使功率因数接近1。例如，工厂中的异步电动机在未补偿时功率因数可能只有0.7 - 0.8，补偿后能提升到0.9以上，从而减少电网提供的无功电流，提高供电效率。     

降低线路损耗：根据公式\(P = I^{2}R\)（\(P\)为损耗功率、\(I\)为电流、\(R\)为线路电阻），线路中有功损耗与电流的平方成正比。无功补偿减少了无功电流在电网传输线路中的流动，也就降低了线路损耗。比如，在较长的供电线路中，无功补偿能显著减少因无功电流导致的线路发热，节约电能。     

稳定电网电压：无功功率的变化会引起电网电压波动。当系统无功功率不足时，电压下降；无功功率过剩时，电压上升。无功补偿装置能根据电网实际无功需求调节，使电网电压保持稳定。像医院、数据中心等对电压稳定性要求高的场所，无功补偿可防止电压波动对敏感设备造成损害。     

提高设备利用率：对于发电和供电设备，无功补偿可使它们输出有功功率。例如发电机在输出功率一定时，若功率因数低，输出的无功功率会占用部分容量，导致有功功率输出减少。补偿后功率因数提高，发电机能更多地输出有功功率，提高设备利用率，满足更多有功功率需求。

2. 原理    

电容补偿原理：在感性负载为主的电路中，利用电容器的特性来补偿无功功率。电容器在交流电路中会产生超前于电压90°的电流，而感性负载的电流滞后于电压90°。当把电容器与感性负载并联在电路中时，电容器产生的超前无功电流可以部分或全部抵消感性负载的滞后无功电流，从而减少从电网中获取的无功功率，达到无功补偿的目的。

其他补偿装置原理（以静止无功补偿器SVC为例）：SVC由晶闸管控制电抗器（TCR）和固定电容器（FC）等组成。TCR通过控制晶闸管的触发角来改变电抗器吸收的无功功率大小，FC提供固定的无功功率。通过对TCR和FC的综合控制，SVC可以根据电网无功需求快速、连续地调节输出无功功率，实现动态无功补偿，稳定电网电压和无功平衡。