用电企业无功功率补偿的目的和意义

在现代用电企业中，在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70～0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60％～90％，如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30％左右。减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。

（一）节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。

（二）降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变，P＝IUCOSφ，由于COSφ提高，补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1，为分析问题方便，可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1＝I2COSφ2。即I1／I2＝COSφ2／COSφ1，这样线损P减少的百分数为：

ΔP％＝（1－I2／I1）×100％＝（1－COSφ1／COSφ2）×100％

当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，由上式可求得有功损耗将降低20％～45％。

（三）改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X，有功和无功为P、Q，则电压损失ΔU为：

△U＝（PR＋QX）／UE×10－3（KV）两部分损失：PR／UE→输送有功负荷P产生的；QX／UE→输送无功负荷Q产生的；

配电线路：X＝（2～4）R，△U大部分为输送无功负荷Q产生的

变压器：X＝（5～10）RQX／UE＝（5～10）PR／UE变压器△U几乎全为输送无功负荷Q产生的。

可以看出，若减少无功功率Q，则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。

（四）三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量，计算公式如下：

△S＝P／COSφ1×【（COSφ2／COSφ1）－1】

如一台额定功率为155KW水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：（155÷0.857）×【（0.967÷0.857）－1】＝24KVA