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无功补偿原理
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。
在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
，就其概念而言早为人所知，它就是借助于设备提供必要的无功功率，以提高系统的，降低能耗，改善电网电压质量。
2.1 无功补偿的概述
无功电源
电力系统的无功电源除了同步电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器，这4种装置又称为无功补偿装置。除电容器外，其余几种既能吸收容性无功又能吸收感性无功。
(1) 同步电机：
(2) 同步电机中有发电机、电动机及调相机3种。
①同步发电机：
同步发电机是唯一的有功电源，同时又是最基本的无功电源，当其在额定状态下运行时，可以发出无功功率： Q=S×sinφ=P×tgφ
其中:Q、S、P、φ是相对应的无功功率、视在功率、有功功率和功率因数角。 发电机正常运行时,以滞后功率因数运行为主,向系统提供无功，但必要时,也可以减小励磁电流,使功率因数超前,即所谓的"进相运行"，以吸收系统多余的无功。
②同步调相机: 同步调相机是空载运行的同步电机，它能在欠励或过励的情况下向系统吸收或供出无功，装有自励装置的同步电机能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率，这是其优点。但它的有功损耗大、运行维护复杂、响应速度慢，近来已逐渐退出电网运行。
③并联电容器： 并联电容器补偿是目前使用最广泛的一种无功电源，由于通过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上的电压，相反于电感中的滞后，由此可视为向电网"发?quot;无功功率： Q=U2/Xc 其中：Q、U、Xc分别为无功功率、电压、电容器容抗。 并联电容器本身功耗很小，装设灵活，节省投资；由它向系统提供无功可以改善功率因数，减少由发电机提供的无功功率。
④静止无功补偿器： 静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成，由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速，而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节，以满足动态无功补偿的需要，同时还能做到分相补偿；对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性；但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波，为此需加装专门的滤波器。
⑤静止无功发生器： 它的主体是一个电压源型逆变器，由可关断晶闸管适当的通断，将电容上的直流电压转换成为与电力系统电压同步的三相交流电压，再通过电抗器和变压器并联接入电网。适当控制逆变器的输出电压，就可以灵活地改变其运行工况，使其处于容性、感性或零负荷状态。与静止无功补偿器相比，静止无功发器响应速度更快，谐波电流更少，而且在系统电压较低时仍能向系统注入较大的无功。
无功补偿的一般方法
2.3.1随机补偿
随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机同时投切。
农用电动机，非凡是排灌电动机，应优先选用此种补偿方式。
随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备退出，不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装轻易、配置方便灵活，维护简单、事故率低等优点。
为防止电机退出运行时产生自激过电压，补偿容量一般不应大于电机的空载无功，通常推荐:
式中Qc--补偿电容器容量
Ue--额定电压
Io--电机空载电流
对于排灌电动机等所带机械负荷惯性较大的电机，补偿容量可适当加大，大于电机空载无功负荷，但要小于额定无功负荷。由于排灌电机总是在带有水泵机械负载的情况下断电，这时电机转速将急剧下降，即使补偿容量略大于电机空载无功负荷，也不会产生自激过电压。
对于排灌用普通电机，可按下式确定补偿容量：
式中Pe--排灌电机额定有功功率,kW
年运行在1000h以上的电机，采用随机补偿较其它补偿方式更经济，补偿设备投资可在1～2年内收回。
