1. 无功功率就地补偿装置
1、无功补偿的原理
电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.
电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90℃.而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压90℃.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理.
2、无功补偿的意义
(1)补偿无功功率,可以增加电网中有功功率的比例常数
(2)减少发,供电设备的设计容量,减少投资,例如当功率因数cosΦ=0.8增加到cos4=0.95时,装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW;反之,增加0.52KW.对原有设备而言,相当于增大了发,供电设备容量.因此,对新建,改建工程.应充分考虑无功补偿,便可以减少设计容量,从而减少投资.
(3)降低线损,由公式△P%=(1-cosΦ/cosΦ)X100%得出其中cosΦ为补偿后的功率因数,cosΦ为补偿前的功率因数则
cosΦ>cosΦ,所以提高功率因数后,线损率也下降了.减少设计容量,减少投资,增加电网中有功功率的输送比例,以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益.所以,功率因数是考核经济效益的重要指标,规划、实施无功补偿势在必行.
3.无功补偿的原则
提高用电单位的自然功率因数,无功补偿分为集中补偿,分散补偿和随机随器补偿,应该遵循：全面规划,合理布局,分级补偿,就地平衡；集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿主;高压补偿与低压补偿相结合,以低压补偿为主；调压与降损相结合，以降损为主的原则.
4.无功补偿装置的组合元件
（1）低压无功补偿设备的组合元件
①无功功率自动补偿控制器
根据电网无功功率是否达到无功设定值来控制电力电容器的投入和切除,并且有过,欠电压保护功能
②无触点可控硅模块或智能复合开关
③电容器(内带放电电阻)
④熔断器
⑤电流互感器
⑥避雷器
⑦开关
⑧电抗器(对无触点开关起到过电流保护作用;对防止电容器过电流也起到抑制作用)
另外,还装配监视用的电压表,电流表,功率因数表和信号指示灯等.
2. 电力无功补偿装置
① 集中补偿：在高低压配电线路中安装并联电容器组；
② 分组补偿：在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；
③ 单台电动机就地补偿：在单台电动机处安装并联电容器等。
加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。
确定无功补偿容量时，应注意以下两点：
① 在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的。
② 功率因数越高，每千伏补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0.95就是合理补偿.
就三种补偿方式而言，无功就地补偿克服了集中补偿和分组补偿的缺点，是一种较为完善的补偿方式：
⑴因电容器与电动机直接并联，同时投入或停用，可使无功不倒流，保证用户功率因数始终处于滞后状态，既有利于用户，也有利于电网。
⑵有利于降低电动机起动电流，减少接触器的火花，提高控制电器工作的可靠性，延长电动机与控制
3. 无功补偿装置和有功补偿装置
一、概念不同
1、有功电能表：通过将有功功率对时间积分的方式测量有功电能的仪表。
2、无功电能表：建立磁场和电场所需的电能都是无功电能。而记录这种电能的电表为无功电表。
二、记录的数据的性质不同
1、有功电表记录的是有功电量，是收电费的基本数据。
2、无功电表记录的是无功电量，是考核设备的功率因数的。
三、功率计算方法不同
1、交流电在加载感性或者容性负载时，电压和电流之间存在相位差，这个相位差的余弦乘上电压电流算作有功功率，有功电能表计量用功部分电量。
2、相位差的正弦乘上电压电流算作无功功率，无功电能表计量无功电量。
4. 无功补偿装置运行方式
常用的无功补偿装置切换方法：
（1）延迟切换模式，也称为“静态”补偿模式。该切换方法依赖于专用接触器的作用并具有抑制电容器的浪涌电流的效果。延时切换的目的是防止接触器过于频繁地移动，导致电容器损坏，更重要的是，防止电容器由于电容器的恒定切换而振荡是危险的。
（2）瞬时切换模式，也称为“动态”补偿模式，实际上是一组“快速跟踪系统”。控制器通常可以在半个周期内完成采样、计算到1个周期，在2个周期内完成。到达后，控制器发出控制信号。晶闸管由脉冲信号导通，开关电容器组在约20至30毫秒内完成所有操作。这种控制方法不能通过机械动作接触器实现。动态补偿方法作为新一代补偿装置具有广阔的应用前景。
（3）混合切换模式实际上是“静态”和“动态”补偿的混合。一些电容器组使用接触器切换，而其他电容器组使用功率半导体器件。这样，可以在一定程度上补充优点，与单一切换方法相比，应用范围更广，节能效果更好。补偿装置选择非各向同性的电容器组。这样，补偿效果更加细致，更加理想。也可采用相分离补偿方法，可以解决线路引起的三相不平衡问题。
无功自动补偿调整方法：
为节能，采用无功功率参数调整;当三相平衡时，也可采用功率因数参数调整;为了改善电压偏差，应调整电压参数;如果无功功率随时间稳定，可根据时间参数进行调整。
（1）功率因数型控制器：功率因数用cosΦ表示，表示线路中有功功率的比例。当cosΦ= 1时，线路中没有无功损耗。增加功率因数以减少无功损耗是这类控制器的最终目标。这种控制方法是一种更传统的方式，采样、控制也更容易实现。
（2）无功功率（无功电流）型控制器：更完美地解决功率因数型缺陷。智能化设计具有很强的适应性，能够平衡线路的稳定性和检测补偿效果，能够全面保护和检测补偿装置。因为它是一个电抗控制器，所以完全实现了补偿装置的效果。如果线路负载很重，即使cosΦ达到0.99（滞后），只要另一组电容器没有过满，将再次放入一组电容器，使补偿效果达到最佳状态。（3）动态补偿控制器：这种控制器的要求较高，一般与触发脉冲形成电路一起考虑，要求控制器具有很强的抗干扰能力，计算速度快，更重要的是，有一个 好的动态补偿功能。由于这种类型的控制器也基于无功功率，因此它具有静态变量的特性。
5. 无功补偿装置损耗
10kv线路无功补偿容量不足会增大线损。
电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，如果补偿不足，就会增大线路损耗。