在工矿企业供电系统中，大部分负载为功率因数仅为0.7～0.85的中小型低压三相异步电动机，导致供电系统功率因数较低，使得电源设备的容量不能够得到充分利用，增大了输电线路的损耗。为了降低供电系统的无功消耗，提高供电系统的供电能力与供电质量，往往采取对供电线路进行集中补偿或者同步补偿，但是，这只可以解决因企业外电网供电线路中传送的无功负荷所带来的问题，却没有改善企业内部供电线路的功率因数及线路损耗。

 

    1、低压异步电动机就地无功补偿的原理

 

    由于在电感负载中产生的滞后无功电流和在电容负载中产生的超前无功电流能够进行相互补偿，因此在电动机电源终端并联一个适当容量的电容器就能使电动机所需大部分无功电流由并联的电容器供给，从而使输配电线路上的总电流得以减少，线路的损耗得到降低。

 

    从异步电动机的等效电路中可知，异步电动机在运行时所需要的无功功率由励磁支路所需的无功功率与负荷支路所需的无功功率两部分组成。对于异步电动机主要为励磁支路所需的无功功率，当负荷由零到满载时，其变化会很小，随着负荷的增加会略有下降;但是负荷支路所需的无功功率会随负荷的增加而增加，其值一般也会要比励磁支路所需的无功功率要小，通常情况下，异步电动机容量越小，其相对的比例也就越小。

 

    在电动机正常工作时，设线路输送的有功功率P为恒定的，视在功率为S1，无功功率为Q1，功率因数为COSφ。如果对该电动机的无功功率进行就地补偿，从而使其视在功率为S2，无功功率为Q2。因此，在就地并联安装了一个Qc=(Q1-Q2)的无功电容量后，电动机从电源吸收的无功功率就会由原来的Q1减少到Q2，视在功率S2将会小于S1，从而使得功率因数得到提高。因此，在无功功率机进行就地补偿后，就相当于减少了线路输送的视在功率。

 

    2、三相低压异步电动机就地无功补偿的优缺点

 

    其好处：(1)简单、价廉。由于只是在电动机上并联一台合适的专用电容器，而不需外加其它任何保护装置，因此便于推广;(2)在提高低压电网的功率因数，降低线损的同时，还可以提高供电电网的功率因数，降低配电网的线损;(3)对于用户来讲，不仅节约了内线损耗，减少了电费，还可以避免因功率因数不合格而罚款;(4)由于补偿电容器是随电动机投切，因此只要补偿的电容器容量配置适当，就不会存在无功过补偿的现象，具有较为理想的补偿效果。

 

    缺点为：(1)如果电动机经常停用，那么电容器的利用率及经济效益将会相应的降低;(2)因为是分散安装，所以对于集中安装所需的电容量就较大，每千乏的投资也会较大;(3)若补偿量选择过大，可能会使电机过励而损坏;(4)电容器在设备附近容易受振动的影响。

 

    3、典型的无功补偿方式

 

    3.1 集中补偿

 

    即在企业内部配电室的0.4kV母线上集中安装电容器实现补偿。此种补偿方式的优点：对于提高企业内部的供电能力，节约变配电损耗有着积极作用。此外，可提高电源电网的功率因数。但是，由于企业内部的电动机大都是通过低压导线进行连接而分散在各个生产车间，形成了企业内部的输配电网络，所以大量的无功电流仍然会在企业内部的输配电线路中流动，使得这些无功电流在企业内部所造成的损耗依然不能得到解决为该补偿方式的一大缺点。

 

    3.2 随机补偿

 

    将一个适当容量的电容器并联在电动机的电源终端，通过控制、保护装置与电机进行同时投切。对于起动为Y起动的电动机，应把补偿电容器的三个接线端子与电动机的D4、D5、D6 三个端子相连，使得电动机在Y连接起动的同时也把三相电容器进行短接起来，在起动完毕后，当电动机进入连接运行时，电容器和电动机的绕组并联，并投入到正常运行。该补偿方式具有以下优点：(1)电动机所需的无功电流大部分可由并联的电容器供给，使得输配电线路上的总电流得到减少，降低线路的损耗，减少企业内部的损耗。某些工作人员曾经做过一个测试：一台11kw电动机，在同样的负荷情况下，电容器安装前后的工作电流分别是为16A、14A。(2)具有占位小、投资少、配置安装容易、维护简单、事故率低等特点。(3)以补励磁无功为主，可较好的限制电网无功峰荷。

 

    4、应注意的问题

 

    (1)要防止高次谐波电流对补偿装置的影响。无功就地补偿装置不适合同可控硅装置安装在同一变压器系统下，这样可有效的防止可控硅装置所产生的高次谐波电流对补偿装置的损坏，同时，还可以防止补偿装置造成高次谐波分量增大，导致波形畸变及供电质量恶化。

 

    (2)新装补偿器在投入运行前必须作到：电容器应接地良好，整体保护等处于正常状态;在初运行时，对电容器应进行3次合闸试验，在拉闸后应使其充分放电;此外，应检查三相电流的平衡情况，保证各相电流的相对差值不超过5% 。

 

    (3)对要安装补偿电容器的电动机，必须不能承受反转或者反接制动。在电动机仍在继续运转，并产生相当大的反电势时，不能够进行再起动，应当避免电容器、电动机所产生自激电压。

 

    (4)电动机在采用并联电容器进行就地补偿后，应当按照实际来降低无功电流值，对于电机保护用的热继电器或者其它保护元件，必须重新给予整定。

 

    (5)当周围空气中存在可燃成分时，应当采取相应的隔爆措施。

 

    5、结语

 

    低压电动机就地无功补偿是一种简单、经济、可靠的无功补偿方法，应当在广大的乡镇和工矿企业中推广提高了功率因数，降低了负荷电流及低压电网的线损，使得电动机端电压普遍得到提高，提供了供电质量与供电能力，设备导线发热现象得到极大改善，从而延长了设备的使用寿命，消除了事故隐患。

 

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