無功補償（Reactive power compensation），全稱無功功率補償，是一種在電力供電系統中起提高電網的功率因數的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境的技術。合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少電網的損耗，使電網質量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統紊亂，電壓波動，諧波增大等諸多狀況。

一、何為功率？

功率（Power），經常用來計算物體在一定時間內所使用的能量，國際單位為瓦特（Watt，W），名字的由來是為了紀念英國著名發明家詹姆斯·瓦特（James Watt）。

A、【視在功率】：是指發電機發出的總功率，其中可以分為有功部分和無功部分。

B、【有功功率】：是保持用電設備正常運行所需的電功率，也就是將電能轉換為其他形式能量（機械能、光能、熱能）的電功率。

C、【無功功率】：是用于電路內電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率，它不對外作功，而是轉變為其他形式的能量。凡是有電磁線圈的電氣設備，建立磁場，就要消耗無功功率。無功功率不做功，但要保證有功功率的傳導必須先滿足電網的無功功率。

二、為何需要無功補償？

在正常情況下，用電設備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。如果電網中的無功功率供不應求，用電設備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，這些用電設備就不能維持在額定情況下工作，用電設備的端電壓就要下降，從而影響用電設備的正常運行。

但是從發電機和高壓輸電線供給的無功功率遠遠滿足不了負荷的需要，所以在電網中要設置一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設備才能在額定電壓下工作。無功補償是把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯接在同一電路，能量在兩種負荷之間相互交換，這樣，感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償。

三、 如何進行無功補償？

A、【低壓個別補償】：根據個別用電設備對無功的需要量將單臺或多臺低壓電容器組分散地與用電設備并接，與用電設備共用一套斷路器，通過控制、保護裝置與電機同時投切。隨機補償適用于補償個別大容量且連接運行（如：大中型異步電動機）的無功消耗，以補勵磁無功為主。

B、【低壓集中補償】：將低壓電容器通過低壓開關接在配電變壓器低壓母線側，以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，根據低壓母線上的無功負荷而直接控制電容器的投切，電容器的投切是整組進行，做不到平滑的調節。

C、【高壓分散補償】：在單臺變壓器高壓側安裝的,用以改善電源電壓質量的無功補償電容器，主要用于城市高壓配電中。

D、【高壓集中補償】：將并聯電容器組直接裝在變電所的6～10KV高壓母線上的補償方式。適用于用戶遠離變電所在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負荷時，可以減少對電力系統無功的消耗并可以起到一定的補償作用；補償裝置根據負荷的大小自動投切，補償效益高。

四、有幾種無功補償裝置？

A、【同步調相機】：調相機的基本原理與同步發電機沒有區別，它只輸出無功電流。因為不發電，因此不需要原動機拖動，沒有啟動電機的調相機沒有軸伸，實質就是相當于一臺在電網中空轉的同步發電機。當增加激磁電流時，其輸出的容性無功電流增大。當減少激磁電流時，其輸出的容性無功電流減少。當激磁電場減少到一定程度時，輸出無功電流為零，只有很小的有功電流用于彌補調相機的損耗，當激磁電流進一步減少時，輸出感性無功電流。調相機容量大、對諧波不敏感，并且具有當電網電壓下降時輸出無功電流自動增加的特點。

B、【并聯電容器】：并聯電容器是目前最主要的無功補償方法。其主要特點是價格低，效率高，運行成本低，在保護完善的情況下可靠性也很高。在高壓及中壓系統中主要使用固定連接的并聯電容器組，而在低壓配電系統中則主要使用自動控制電容器投切的自動無功補償裝置。并聯電容器的最主要缺點是其對諧波的敏感性。當電網中含有諧波時，電容器的電流會急劇增大，還會與電網中的感性元件諧振使諧波放大，另外，并聯電容器屬于恒阻抗元件，在電網電壓下降時其輸出的無功電出下降，因此不利于電網的無功安全。

C、【SVC】：全稱是靜止式無功補償裝置，靜止兩個字是同步調相機的旋轉相對應的。國際大電網會議將SVC定義為7個子類：

①機械投切電容器（MSC）；

②機械投切電抗器（MSR）；

③自飽和電抗器（SR）；

④晶閘管控制電抗器（TCR）；

⑤晶閘管投切電容器（TSC）；

⑥晶閘管投切電抗器（TSR）；

⑦自換向或電網換向轉換器（SCC/LCC）。

D、【STATCOM】：是一種使用IGBT、GTO或者SIT等全控型高速電力電子器件作為開關控制電流的裝置，其基本工作原理是：通過對系統電參數的檢測，預測出一個與電源電壓同相位的幅度適當的正弦電流波形。當系統瞬時電流大于預測電流的時候，STATCOM將大于預測電流的部分吸收進來，儲存在內部的儲能電容器中。當系統瞬時電流小于預測電流的時候，STATCOM將儲存在電容器中的能量釋放出來，填補小于預測電流的部分，從而使得補償后的電流變成與電壓同相位的正弦波。

五、無功補償有什么意義？

①根據用電設備的功率因數，可測算輸電線路的電能損失。通過現場技術改造，可使低于標準要求的功率因數達標，實現節電目的。

②借助于無功補償設備發出必要的無功功率，以提高系統的功率因數，降低能耗，改善電網電壓質量，穩定設備運行。

③減少電力損失，一般工廠動力配線依據不同的線路及負載情況，其電力損耗約20%-30%左右，使用電容提高功率因數后，總電波降低，可降低供電流與用電端的電力損失。

④改善供電品質，提高功率因數，減少負載總電流及電壓降，于變壓器二次側加裝電容可改善功率因數提高二次側電壓。

⑤延長設備壽命，改善功率因數后線路總電流減少，使已經接近飽和的變壓器、開關等機器設備和線路容量負荷降低，降低溫升增加壽命。

⑥最終滿足電力系統對無功補償的監測要求，減少電費支出，消除因為功率因數過低而產生的罰款（力調電費）。

設有無功補償柜的低壓配電系統