发电机电网无功的自动补偿的作用及容量
1、无功补偿作用
电力系统的负载分两部分：一部分是有功负载；另一部分是无功负载。有功功率主要与频率有关，即与原动机的油门开度有关。而无功功率则与电压有关，即与发电机的励磁有关。所以，发电机的励磁电流是系统无功功率的主要来源，或者说在没有其他无功来源的情况下，所有负载的无功功率需要由发电机电源来提供。
在地下工程电力系统中，单由发电机励磁电流作为系统无功功率的唯一来源，尚有许多不足之处。地下工程电力系统容量有限，由于有大量的感应电动机及气体放电灯等感性负荷，致使地下工程电力系统的功率因数cosφ很低，实际上自然功率因数只有0.4～0.6，且容量较大的电动机起动时使母线电压下降很大。由于功率因数cosφ低，致使地下工程电力系统的设备利用率很低，电能损耗很大，供电质量不高，不仅不经济，且影响安全可靠性。
因此，应提高地下工程电力系统的功率因数，行之有效的方法是加装静电电容器进行人工补偿，使电力系统的功率因数始终保持在一个较高水平，且在无功负载突变时，使无功功率迅速达到平衡。这样就大大地提高了供电的安全可靠性，可充分发挥设备的潜力、改善设备的运行性能，达到优质和经济运行的目的。
2、补偿的容量
通常要求电力系统的平均功率因数不应低于0.9。达不到此要求时，则需考虑加装静电电容器进行人工补偿。
图1表示功率因数的提高与无功功率和视在功率变化的关系。假设功率因数由cosφ提高到cosφ＇，这时在负载需要的有功功率不变的条件下，无功功率将由Q减小到Q＇，视在功率将由S减小到S＇，相应地系统负荷电流也得以减小。这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低，既节约了电能，又提高了电压质量，而且可选较小容量的供电设备和导线电缆，因此提高功率因数对电力系统大有好处。
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图1 功率因数的提高与无功功率、视在功率的变化 |
由图1可知，要使功率因数由 提高到 cosφ'，必须装设的无功补偿电容器的容量为
QC＝Q－Q′＝P（tanφ－tanφ′）
式中，Δq＝tanφ-tanφ＇称无功补偿率。无功补偿率表示要使1kW的有功功率由cosφ提高到 cosφ所需要的无功补偿容量kvar值，其单位为kvar/kW，可由相关手册的表中直接查得。
在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量 来确定电容器个数：
由上式计算所得的电容器个数n，对于单相电容器来说，应取3的倍数，以便三相均衡分配。在装设了无功补偿装置后，装设点之前的无功功率将减少，因而视在功率也减少，所以可减少设备容量或运行机容量。
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