一、什么是功率因數？

功率因數一般是針對不同的負載而言的。在直流電時代，并沒有功率因數這一說法，因為直流電的功率因數始終為1。而進入交流電時代后，功率因數便開始伴隨在我們身邊，且通常小于1。

所謂功率因數，就是指有功功率與視在功率的比值。其中有功功率是用電設備實際消耗的電能，而與它對應的則是無功功率——它并非被負載消耗，而是在設備中“空轉”的電能。三者之間的關系可通過如下公式表達：

有功功率² ＋ 無功功率² ＝ 視在功率²

二、為什么需要無功補償？

功率因數通常與線路及負載中的電容和電感特性有關。這兩種元件不同于一般用電設備，它們不僅消耗電能，還會儲存電能。一般情況下，它們“消耗”電能的能力遠大于“儲存”的能力，這就導致一部分電能并未實際做功，卻仍然產生了電流。

你可能會說，電有沒有做功，跟我有什么關系？但發電廠和供電局卻非常在意。發電機若在電流不過載的情況下運行，功率因數越低，其實際發出的有效電能就越少。發電廠賣電是按有功功率計算的，無功功率白白占用了供電容量，卻帶不來任何收益。

這就好比有人坐地鐵，只買一次票，從起點坐到終點再坐回起點，反復乘坐卻不出站——只花5塊錢就坐了一整天。地鐵運營方豈不頭疼？

那該怎么辦？其實，容性負載和感性負載產生的無功功率可以相互抵消。電容電流超前電壓90°，而電感電流則滯后電壓90°。只要容抗和感抗相等，電路的整體功率因數就可以變為1。

問題又來了：日常供電系統中的負載，到底是電感多還是電容多？

電容器廣義上指任意兩個導體組成的孤立系統，但通常電容量很小。而電感則常見于線圈、電動機等設備中——只要存在繞組，就屬于電感型負載。因此，日常用電中電感性負載遠多于電容性負載，這也是我們常常需要進行無功補償的原因。一般做法是根據自身的無功功率，配置相應的電力電容器，從而提高功率因數！

三、如何進行無功補償？

目前大部分用戶的負載基本呈感性，其消耗的無功功率往往從電網獲取，加劇了電網損耗。為解決該問題，通常采取“就地平衡”策略，加裝無功補償裝置。以下為常見的補償方式及容量計算方法：

• 補償方式選擇

1. 就地平衡補償：低壓無功宜由低壓電容器補償，高壓無功宜由高壓電容器補償。無高壓負荷時不得在高壓側裝設并聯電容器。

2. 投切方式：手動投切適用于補償基本無功、負荷穩定的情況；自動投切適用于避免過補償或輕載電壓過高的場合。

3. 調節方式：以節能為主可采用無功功率參數調節；對沖擊性、快速變化的負荷，可采用晶閘管控制，實現平滑無涌流，且可分相補償。

4. 分組策略：分組需與配套設備參數相適應，避免投切時產生諧振。

5. 抗諧波措施：高壓電容器宜串聯電抗器，低壓宜增大投切容量或采用專用接觸器/晶閘管，抑制合閘沖擊電流。

   

    

四、如何計算補償容量？

• 補償前需獲取三個參數：

• 原功率因數 $\cosφ1$

• 目標功率因數 $\cosφ2$

• 有功功率 $P$

計算公式為：

案例說明

某用戶變壓器容量630kVA，原功率因數0.6，擬提升至0.9，問需配置多大的補償裝置？

代入公式計算可得約334kvar，因此選擇334kvar的自動投切裝置較為合適。

新增用戶補償容量估算

由于缺乏歷史功率因數數據，通常取變壓器容量的30%~40%進行估算：

• 若電機負載比重較小：Q = S *30% = 189 kvar →選200kvar

• 若電機負載比重較大：Q = S *40% = 252 kvar →選250kvar

注意：實際負荷類型復雜，精確計算需結合每個負載的利用率和理論功率因數。

五、補償過頭會有什么影響？

電容補償的本質是并聯電容以維持電壓穩定，延緩電壓下降。但補償容量過大也會帶來問題：

1. 對電網而言，無論容性還是感性無功，都會產生有功損耗，過量補償并無必要。

2. 可能引發諧振：用電網絡呈容性，而供電網絡多為感性，容感匹配不當易發生諧振，導致過電壓、過電流，嚴重時可能損壞設備甚至造成電網解列。

因此，絕不可“過度補償”。一般要求用戶的功率因數達到0.9即可，此時電網中仍存在約一半有功功率的無功電流，會使線損增加56%。即使補償到0.95，無功功率仍占約31%。

實際運行中，還需采取如串聯電抗器等措施，避免電壓電流放大現象。

總結來說，無功補償要恰到好處：補償不足會被罰款，補償過頭同樣因功率因數降低而面臨考核。因為過補償本質是容性無功過大，而無功無論感性容性，只要過大，皆非好事。

注意：有任何無功補償問題，請掃碼咨詢，如有其他問題可每天下午3點半進入我司技術人員直播間探討無功補償解決方案。