增加了补偿电容，用电为何多了？

一、什么是功率因数？

功率因数一般是针对不同的负载而言的。在直流电时代，并没有功率因数这一说法，因为直流电的功率因数始终为1。而进入交流电时代后，功率因数便开始伴随在我们身边，且通常小于1。

所谓功率因数，就是指有功功率与视在功率的比值。其中有功功率是用电设备实际消耗的电能，而与它对应的则是无功功率——它并非被负载消耗，而是在设备中“空转”的电能。三者之间的关系可通过如下公式表达：

有功功率² ＋ 无功功率² ＝ 视在功率²

二、为什么需要无功补偿？

功率因数通常与线路及负载中的电容和电感特性有关。这两种元件不同于一般用电设备，它们不仅消耗电能，还会储存电能。一般情况下，它们“消耗”电能的能力远大于“储存”的能力，这就导致一部分电能并未实际做功，却仍然产生了电流。

你可能会说，电有没有做功，跟我有什么关系？但发电厂和供电局却非常在意。发电机若在电流不过载的情况下运行，功率因数越低，其实际发出的有效电能就越少。发电厂卖电是按有功功率计算的，无功功率白白占用了供电容量，却带不来任何收益。

这就好比有人坐地铁，只买一次票，从起点坐到终点再坐回起点，反复乘坐却不出站——只花5块钱就坐了一整天。地铁运营方岂不头疼？

那该怎么办？其实，容性负载和感性负载产生的无功功率可以相互抵消。电容电流超前电压90°，而电感电流则滞后电压90°。只要容抗和感抗相等，电路的整体功率因数就可以变为1。

问题又来了：日常供电系统中的负载，到底是电感多还是电容多？

电容器广义上指任意两个导体组成的孤立系统，但通常电容量很小。而电感则常见于线圈、电动机等设备中——只要存在绕组，就属于电感型负载。因此，日常用电中电感性负载远多于电容性负载，这也是我们常常需要进行无功补偿的原因。一般做法是根据自身的无功功率，配置相应的电力电容器，从而提高功率因数！

三、如何进行无功补偿？

目前大部分用户的负载基本呈感性，其消耗的无功功率往往从电网获取，加剧了电网损耗。为解决该问题，通常采取“就地平衡”策略，加装无功补偿装置。以下为常见的补偿方式及容量计算方法：

• 补偿方式选择

1. 就地平衡补偿：低压无功宜由低压电容器补偿，高压无功宜由高压电容器补偿。无高压负荷时不得在高压侧装设并联电容器。

2. 投切方式：手动投切适用于补偿基本无功、负荷稳定的情况；自动投切适用于避免过补偿或轻载电压过高的场合。

3. 调节方式：以节能为主可采用无功功率参数调节；对冲击性、快速变化的负荷，可采用晶闸管控制，实现平滑无涌流，且可分相补偿。

4. 分组策略：分组需与配套设备参数相适应，避免投切时产生谐振。

5. 抗谐波措施：高压电容器宜串联电抗器，低压宜增大投切容量或采用专用接触器/晶闸管，抑制合闸冲击电流。

   

    

四、如何计算补偿容量？

• 补偿前需获取三个参数：

• 原功率因数 $\cosφ1$

• 目标功率因数 $\cosφ2$

• 有功功率 $P$

计算公式为：

案例说明

某用户变压器容量630kVA，原功率因数0.6，拟提升至0.9，问需配置多大的补偿装置？

代入公式计算可得约334kvar，因此选择334kvar的自动投切装置较为合适。

新增用户补偿容量估算

由于缺乏历史功率因数数据，通常取变压器容量的30%~40%进行估算：

• 若电机负载比重较小：Q = S *30% = 189 kvar →选200kvar

• 若电机负载比重较大：Q = S *40% = 252 kvar →选250kvar

注意：实际负荷类型复杂，精确计算需结合每个负载的利用率和理论功率因数。

五、补偿过头会有什么影响？

电容补偿的本质是并联电容以维持电压稳定，延缓电压下降。但补偿容量过大也会带来问题：

1. 对电网而言，无论容性还是感性无功，都会产生有功损耗，过量补偿并无必要。

2. 可能引发谐振：用电网络呈容性，而供电网络多为感性，容感匹配不当易发生谐振，导致过电压、过电流，严重时可能损坏设备甚至造成电网解列。

因此，绝不可“过度补偿”。一般要求用户的功率因数达到0.9即可，此时电网中仍存在约一半有功功率的无功电流，会使线损增加56%。即使补偿到0.95，无功功率仍占约31%。

实际运行中，还需采取如串联电抗器等措施，避免电压电流放大现象。

总结来说，无功补偿要恰到好处：补偿不足会被罚款，补偿过头同样因功率因数降低而面临考核。因为过补偿本质是容性无功过大，而无功无论感性容性，只要过大，皆非好事。

注意：有任何无功补偿问题，请扫码咨询，如有其他问题可每天下午3点半进入我司技术人员直播间探讨无功补偿解决方案。