什么是无功功率？无功补偿的经济效益有哪些？安科瑞 顾语欢
什么是无功功率？无功补偿的经济效益有哪些？安科瑞 顾语欢
一、提及“无功补偿”，首先我们要了解无功功率的概念，什么是无功功率？
人们对有功功率相对容易理解，因为它能做功、产生热量、带动电机旋转等。例如，当交流电通过纯电阻时，电流能使电阻发热，是实实在在能感受得到的功率。但“无功功率”一般则难于理解，它仅存在于交流电中，直流电不存在无功功率的问题。例如，当交流电流通过纯电容或纯电感负载时并不做功，也就是说纯电容或者纯电感负载不消耗有功功率，但在它们中流过的电流以及对应电压就形成了交流功率，这种交流功率即称为无功功率。理论上讲，无功功率是不做工的，当然它不应该产生光和热，更不能带动电机的旋转。
往往我们遇到的负载很少有纯感性或纯容性的，一般都是混合性负载，这样电流在通过它们的时候，有部分功率能做功，有部分功率不能做功，不能做功的功率就是无功功率，为了直观的体现无功功率和有功功率的关系，人们采用功率因数的概念来表述电能的利用率。功率因数越接近1，说明有功功率的占比高，电能的利用率高；反之，功率因数越接近0，说明有功功率的占比低，电能的利用率则低。为了提高电能的利用率，就提出了“无功补偿”的概念。
了解了无功功率、有功功率、功率因数的概念，也知道了无功补偿的根本目的就是提高电能利用率。接下来我们具体分析下：为什么要进行无功补偿、无功补偿的原理是什么、补偿形式有哪些以及补偿经济性的分析等。
二、无功补偿的经济效益
1、补偿无功功率，提高功率因数
根据通知内容，不难发现，功率因数以0.9为标准值的力率调整规定，提高功率因数可以减少总电费的缴纳，甚至功率因数高于0.9的配电用户，还能获得电力公司力率调整的奖励费用。
动态无功功率补偿装置的有功节能只是降低了补偿点至发电机之间的供配电的损耗。所以高压网侧的无功补偿不能减少低压阀侧的损耗，亦不能使低压供电变压器的利用率提高，根据合适的补偿理论，就地动态无功功率补偿节能效果显著。
另外，市场上很多补偿设备宣传“节能”“省电”等等概念，也基本上都是从无功补偿入手，提高功率因数，减少力率罚款，或者由力率罚款转化为力率奖励的方式，实现为配电用户省钱的目的。所以关于无功补偿，在自然界功率传递的角度认识的话，严格讲并不属于“节能”“省电”范畴，但是实实在在可以给配电用户省钱。
2、降低输电线路及变压器的损耗
合理的补偿可以合理的降低系统电流，以系统自然功率0.7为例，如通过补偿装置将系统功率因数提高到接近1的水平，系统电流将下降30%左右，即线路和变压器的损耗可降为P=I2R＝(1-30%)2R=0.49R，即线路和变压器损耗可降低51%。用电企业的自然功率因数一般在0.7左右，功率因数从0.7提高到0.95以上线损降低率和变压器的铜损降低率如下表：
降低线路及变压器损耗，节约有功电度，是重要的节能措施。如在石油行业中，线路比较长，而且比较复杂，那么可以通过增加无功补偿设备来降低运行电流，从而降低线路损耗，节约有功电度，节能效果明显。
3、增加电网的传输能力，提高设备利用率
由于补偿装置可以合理的降低系统电流和视在功率，故可以合理的降低电网建设中所有相关设备的容量，从而降低电网建设中的投资。功率因数在0.7左右的系统，由于合理的补偿可使系统电流下降30%，即提高发电厂、变配电设施30%的带载能力。
如果变压器及线路小容量不足时，可以通过安装无功补偿装置的方法解决。安装无功补偿装置可以使无功功率就地平衡，从而减小流过线路及变压器的电流，减缓导线及变压器的绝缘老化速度，延长使用寿命。同时可以释放变压器及线路的容量，增加变压器及线路带负荷能力。如，有一台100KVA变压器，目前负载率为85%，COSΦ=0.7。如果加装无功补偿设备，可使变压器释放30%的带载量，用户可在变压器不增容的情况下，增加负载，进行扩大生产。
4、改良电压质量
由于系统存在的大量感性负载将造成供电线路压降，尤其在供电线路末端更为严重，通过合理的补偿可以合理的缓和线路压降，改良电能质量。
线路中的电压损失的计算公式如下：
式中：
P —— 有功功率，kW
U —— 额定电压，kV
R —— 线路总电阻，Ω
Q —— 无功功率，kVar
Xl—— 线路感抗，Ω
由于系统的感抗远远大于阻抗，从上式中可以看到,无功的变化会引起电压产生很大的变化。当线路中，无功功率Q减小以后，电压损失也就减少了。
对于供电线路末端电压一般较低，可通过增加无功补偿装置来提升线路末端电压，使用记设备可靠运行。
另一方面，随着工业的发展，大量的自控设备及非线性负载的使用，使大量谐波在供配电网络中的流动，污染电网。通过合理的配置补偿滤波设备，治理或大幅度降低谐波对供电系统和用电设备的影响是改良电能质量的主要手段之一。
