无功补偿的经济优势

在现代用电企业中，有数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需无功功率（如自然平均功率因数在0.70～0.85之间）。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%～90%，如果把功率因数提高到0.95左右，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。由于减少了电网无功功率的输入，会给用电企业带来效益。

（1）节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。

（2）提高设备的利用率。对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不致于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。

（3）降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变，P=UI cosφ，由于cosφ提高，补偿后的电压U 2稍大于补偿前电压U 1，为分析问题方便，可认为U 2≈U 1从而导出I 1 cosφ1=I 2 cosφ2。

即：I 1/I 2=cosφ2/cosφ1，这样线损P减少的百分数为

ΔP%=（1-I 22/I 12）×100%=（1-cos2φ1/cos2φ2）×100%

当功率因数从0.70～0.85提高到0.95时，可求得有功损耗将降低20%～45%。（4）改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X，有功和无功为P、Q，则电压损失ΔU为：(www.xing528.com)

两部分损失：PR/Ue→输送有功负荷P产生；QX/Ue→输送无功负荷Q产生。

配电线路：X=（2～4）R，ΔU大部分为输送无功负荷Q产生的。

变压器：X=（5～10）R，QX/Ue=（5～10）PR/Ue变压器ΔU几乎全为输送无功负荷Q产生的。可以看出，若减少无功功率Q，则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的启动。因此，无功补偿能改善电压质量（一般电压稳定不宜超过3%）。对于无功补偿应用的主要目的是改善功率因数，减少线损，稳定电压。

（5）增加了变压器容量。三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量，计算公式如下：

如一台额定功率为155k W水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：（155÷0.857）×[（0.967÷0.857）-1]=24kVA。