一、无功补偿的必要性

 

        现代化的企业中，电动机等感性负荷占据相当大比重，为了保证电动机拖动系统的可靠性，在选择电动机的时候，往往容量偏大，出现“大马拉小车”的现象，使电机的负荷率降低，造成功率因数和效率下降。电机的最高效率一般在75％至满负荷期间出现，而它的功率因数则在满负荷时最高。

 

 

        感应电动机负荷率与功率因数及效率的关系

        它们在消耗有功功率的同时，也需要吸收大量无功功率。无功功率的出现不仅导致发电机出力下降，降低了输配电设备效率，而且还增大了网损，严重影响供电质量。

        解决这一问题，目前主要措施是增容，即扩大变压器和配电线路容量，从而提高供电能力。但是，增容投资大，施工工程量大，周期长。

        无功补偿对企业的节能降耗意义非常大。假如COSØ=0.7，则SINØ=0.71，此时整个配电室有功功率与无功功率基本相等，输电线路、变压器的负载有一半是无功功率，况且线路、变压器的损耗与电流平方成正比，这个数字非常庞大。；如果把功率因数提高到0.95以上，无功功率大大降低，节能效果显著。

       大部分企业对无功补偿的认识不足，仅仅是为了应付电力部门力调电价的考核，重视了变电站内的高压无功补偿，而厂区内的低压无功补偿往往不被重视，甚至忽视。部分企业动力车间为了减少故障率，减少设备的维护费用，低压无功补偿处于退出状态，功率因数偏低。

       部分企业认为有自备电厂，发电机可以输出无功功率，企业与电厂之间输电距离又短，降低线损意义不大，所以忽视了无功补偿。其实，降低线损仅仅是其中一个指标，管理者忽视了发电机的有效出力，如果无功就地补偿，发电机在煤耗增加不多的情况下多发有功功率，减少从网上的购电量，从节能将耗的角度来分析，企业的利润会更可观。随着节能降耗的意识加强，发电厂内部的厂用电也逐渐在进行无功补偿，提高厂变利用率，降低内部损耗。

二、低压无功补偿的现状和发展

 

 

       低压无功补偿的发展经历了4代，第一代产品是常规的机械开关电器，自从有无功补偿开始，就一直延续到现在，目前还有很多客户在使用。这一代产品采用熔断器、接触器、热继电器控制电容器的投切。优点是价格低廉，缺点是因为浪涌电流的存在，产生一系列的问题：接触器、熔断器容易损坏，电容器涨肚等，下一张节针对这些问题，进行分析。

        第二代产品是半导体开关电器，即固态无触点继电器（可控硅）。可控硅必须采用进口产品，价格昂贵。这一代产品的出现，目的是解决电容器投切瞬间产生的浪涌电流。因为可控硅的导通角能在电压正玄波横轴过零点处导通，接通电路，这样电容器的充电电流即为零，没有冲击。实现了“过零投切”的同时，出现了另一个问题，即发热问题。因为可控硅PN节有压降，3～5V，大电流通过就产生一个很大的功耗，相当于电容柜内有一个大功率的电炉在发热，所以必须安装散热器，用4个风机强制风冷。目前这一代产品在机械加工行业还在应用，因为可控硅有个优点，能在毫秒内跟踪负荷的变化投切电容，所以在电焊机、行车、龙门吊车等负荷占多数的行业内还在应用，其他行业已被淘汰。

        第三代产品是复合开关电器，即接触器与可控硅的结合。接通与断开电容器回路采用可控硅，正常工作时采用接触器。这样解决了投切时的浪涌电流，又解决了可控硅的发热问题。但是又带来了新的问题，生产这个产品的厂家基本上是江浙一带的小型企业，为了降低成本，大部分厂家采用了国产可控硅，耐压等级为1600V，寿命短。因为晶闸管截止后所受反向峰值电压是输入电源电压峰值的两倍，最大值是额定电压的1.4倍，U=1.4*400*2=1120V，考虑到耐受电压是额定电压的2~3倍，至少要选用2500V以上的产品。但是目前国内外小容量（100A以下）晶闸管超过1600V的产品价格非常高，加上电网过电压、谐波等因素影响，造成现有复合开关中的晶闸管截止时处于电压危险区，很容易击穿破坏。

       第四代产品是电子继电器。因为电子产品的发展已经非常成熟，将计算机软硬件技术应用到电容器领域，采用微电子软硬件技术、微型传感器技术、现代控制技术对机械触点进行改造，采用单片机进行电压、电流的交流采样，捕捉正弦波的横轴零点，实现过零投切。实践证明，这一代产品在城农网、化工、煤炭、钢铁、造纸等实际工程收到良好的效果。