我们日常中应用最为广泛的电器设备最多的就是各种电机，电机的最大特点就是感性负载，其电机的功率因数大小不但与设备制造产生的电阻电感有关，而且受电机负载的影响。

一个电机在刚刚启动瞬间，其转子速度n=0，转差率s=1,此时电机的功率因数最小，启动电流最大，但是有功功率最小，其整个电机大都是无功功率，当电机输出的转矩与负载相等时，其转速恒定，于是功率因数也恒定，其这个电机消耗的功率是有功功率（与负载功率相等）和无功功率组成，当负载增加后，其功率因数随着发生变化，因此其有功功率和无功功率都会变化。

所以对于一定的负载运行下的电机，其功率因数不应由外界进行改变，也就是电机本身的无功功率的大小，人们不能进行控制，其由电机和负载共通作用而成，假如认为的改变电机的功率因数，势必造成电机负载特性发生变化，影响电机的工作。

一个电机由于是感性负载，因此其与电源电网产生一个能量转换，即电感本身是个储能原件，其产生的储能大小与其本身的阻抗有关，所以整个电网消耗的功率应为是实在功率应包括有功功率和无功功率。在电机启动瞬间，其有功功率为零但无功功率最大，因此启动电流很大，造成母线的电流很大，所以实在功率也很大，当电机正常运转时由于无功功率的存在，因此实在功率不等于有功功率，所以其母线的电流有一部分不做功，但是由于电缆本身的电阻，造成电阻损耗的功率变大，所以无功功率虽然本身不消耗电能，但是会造成母线本身电阻发热量的怎大，使线损怎大。

一个纯电阻元件，消耗的功率为P=UI，但是一个感性的元件，由于电压超前电流90度，其对于电机的功率就是两部分，一部分时有功功率P1=UIcosφ，另一部分就是无功功率P2=UIsinφ，总的功率P=（P1平方+P2平方）开平方（公式偶不会写，是这么个意思）。应为cosφ与sinφ平方是一，所以这个实在功率是一个定值就是P=UI。对于一个固定的负载，我们消耗的功率是一定的，就是这个P1,怎样才能较少这个P2呢，又上可以知道，对于电机无法消除P2，但是对于整个电源母线是否可以呢。

一个电容元件，其电压滞后电流90度，那么我们可以在电机的旁边并联一个电容，使电机感性元件产生的电压超前电流的角度A，与电容容性元件产生的电压滞后电流角度B相互抵消，使其整个母线呈现一个纯电阻特性的电路。由此可是使母线的实在功率变成有功功率，其电感的无功功率与电容之间的无功功率大小相等方向相反，于是可以相互抵消，实现电容与电感之间的震荡电路，维持本身的无功功率，而不需要外在母线的提供。

于是通过电机旁边并联电容的方法，可以减少母线上的电流，从而减少了线损，增大了母线带负载的能力，而对于电机本身其无功功率由电容器提供，有功功率由外在母线提供，其本身电流没有发生变化，因此对本身来说消耗的功率并没减少。

可以减少线路上的电能损失。所以对于供电企业来说会减少损耗。而对于用电企业来说，虽然不能省电，但节省了因功率因数不达标而被供电部门每月收取的罚款（利率调整电费）。

无功补偿对于家庭用户意义不大。 如果是家庭用意义不大。无功补偿一般都是在变压器出线的低压柜，检测总输出的电压和电流计算得出功率因数，功率因数过低，补偿装置会自动投入电容进行补偿。

无功补偿节电原理

在交流电路中，由电源供给负载率有两种：一种是有功功率，一种是无功功率。
有功功率:

是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。有功功率的符号用P表示，单位有瓦（W）、千瓦（KW）、兆瓦（MW）。


无功功率:

比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率（镇流器也需消耗一部分有功功率）来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏（Var）或千乏（kVar）。
无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机的转子磁场就是靠从电源取得无用功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。为了形象地说明问题，现举一个例子：农村修水利需要挖土方运土，运土时用竹筐装满土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是无功功率，竹筐并不是没用，没有竹筐泥土怎么运到堤上呢？
在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用点设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。
无功功率对供、用电产生一定的不良影响，主要表现在：

1.降低发电机有功功率的输出。

2.降低输、变压设备的供电能力。

3.造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。

4.造成底功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。

从发电机和高压电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。

2、功率因数

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，通常用相位角φ的余弦cosφ来表示。Cos φ称为功率因数，又叫力率。功率因数是反映电力用户设备合理使用状况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标。功率因数分为自然功率因数、瞬时功率因数和加权平均功率因数。
（1）自然功率因数：是指用电设备没有安装无功补偿设备时的功率因数，或者说用电设备本身所具有的功率因数。自然功率因数的高低主要取决于用电设备的负荷性质，电阻性负荷（白炽灯、电阻炉）的功率因数较高，等于1。而电感性负荷（电动机、电焊机）的功率因数比较低，都小于1。
（2）瞬时功率因数：是指在某一瞬间由功率因数表读出的功率因数。瞬时功率因数是随着用电设备的类型、负荷的大小和电压的高低而时刻在变化。
（3）加权平均功率因数：是指在一定时间段内功率因数的平均值，其计算公式为：
提高功率因数的方法有两种，一种是改善自然功率因数，另一种是安装人工补偿装置。
无功功率补偿的种类和特点

1.集中补偿

在高低压配电所内设置若干组电容器，电容器接在配电母线上，补偿供电范围内的无功功率，如图1所示。1.2组合就地补偿（分散就地补偿）电容器接在高压配电装置或动力箱的母线上，对附近的电动机进行无功补偿，如图2所示。

1.单独就地补偿

将电容器装于箱内，放置在电动机附近，对其单独补偿。图3为电容器直接接在电动机端子上或保护设备末端，一般不需要电容器用的操作保护设备，称为直接单独就地补偿。
油井使用电容补偿器后，无功功率和视在功率下确实很明显，但是为什么有功功率和单井有功电量都上升了。这样的话，究竟是节电了还是耗电增加了？无功补偿见到效果，应该有哪些体现？单井有功电量应该有什么反应？请专家赐教！
答：一般的用电负载都有线圈，如异步电动机绕组、电器的线圈等。线圈消耗感性无功（即常称为滞后无功），电容则消耗容性无功（即常称为超前无功）。

无功功率是不消耗能量的功率，只是在交流电的半个周期内暂时将电能以磁场（感性无功）或电场（容性无功）的形式储存起来，然后再另外半个周期内将所储存的能量返还给电网。

虽然无功不消耗电能，但是要储存电功率就必须通过增加电流来实现。而电流的增加，电网传输线路的损耗将增大。所以增加无功本身不消耗功率，而是增加电流使电能传输的损耗增加。此外，由于电流的增加，供配电设备的负担加重，负载能力下降。因此，应该进行补偿。否则，电业部门将增收一定的额外收费以作线路损耗和其它因此而造成的费用。

你说：油井使用电容补偿器后，无功功率和视在功率下降确实很明显，但是为什么有功功率和单井有功电量都上升了？其实，若油井或单井设备的工作量没有增加，有功功率和单井有功电量都不会上升。

你说的情况可能是：1、无功功率占视在功率的比重上升了，或者说功率因数上升了。或者说是由于电网电流下降，可以增加负载。2、油井或单井的用点设备增加，因才可能使有功电量上升。
对于第一种情况，应该说是省电了，或能量损耗减少了；对于第二种情况，不能说不是节电，应该说提高了供电设备的效率。也就是说，如果不补偿，同样的供电设备和线路提供不了那么多的有功功率，现在补偿后能够提供那么多的有功功率是设备的效率或利用率增加了，也是有很高的经济效益的。

补偿电容器的主要作用是通过补偿无功来提高用电设备的功率因数，所以说从用电部门来讲不会有什么集体的不同感觉，有功电量的消耗也不会有明显增加，但无功的消耗一定是明显降低的，由于供电局向工业企业供电时无功消耗也是计费的，着也就是说用电企业会因无功消耗的降低而节约很大一笔开支，在许多地区，如果企业能将功率因数提高到0.9以上的，供电局会返还一定比例的电费作为奖励，如果你单位的功率因数较高，建议你去当地的供电部门咨询一下。

电网中的许多点设备是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电力系统中，不但有有功功率平衡，无功功率也要平衡。
　　　
如果无功功率不是由电容器提供，则必须由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量需增大。这样，不仅增加供电投资、降低设备利用律 ，也将增加线路损耗。为此，国家供用电规则规定：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装置无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。还规定用户的功率因数应达到相应的标准，否则供电部门可以拒绝提高功率因数，防止无功倒送，从而节约电能，提高运行质量都具有非常重要的意义。
补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并连接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。
当前，国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小。

1.提高设备出力

由于有功功率P=S·cosφ，当供电设备的视在功率S一定时，如果功率因数cosφ提高，即功率因数角由φ1到φ2，则设备可以提供的有功功率P也随之增大到P+△P，可见，设备的有功出力提高了。
电容器容量的选者：
电容器安装容量的选者，可根据使用目的的不同，按改善功率因数，提高运行电压和降低线路损失等因素来确定。

可利用查表法，查出每1KW有功功率、功率因数，改善前后所需补偿的容量。再乘以最大负荷的月平均有功功率，即可计算出所需要的无功补偿容量。
感性负载：即和电源相比当负载电流滞后负载电压一个相位差时负载为感性（如负载为电动机、变压器）
容性负载：即和电源相比当负载电流超前负载电压一个相位差时负载为容性（如负载为补偿电容）
阻性负载：即和电源相比当负载电流负载电压没有相位差时负载为阻性（如负载为白炽

无功补偿的基本原理：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,

无功补偿的具体实现方式：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。无功补偿的意义： 　　⑴补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数。 　　⑵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cosΦ=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。 　　⑶降低线损，由公式ΔΡ%=（1-cosΦ/cosΦ）×100%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。

在家庭安装估计意义不是很大，也不会节省多少电，因为家庭本身用电不是很大。

50MP获得者：wyb2866255                      wyb2866255

10MP获得者：lcx_jia                                  李纯绪

                          惊涛骇浪                              jingtao

                          the_wise                              最后回复

                          chenminglei0509              chenminglei0509

                           hzfy195649                         hzfy195649

30积分获得者：dwh000                             梦回唐朝 
                             wyb2866255                    wyb2866255 
                             qsm78                               阿水

                              jiangluxiang                     jiangluxiang

                              maomian                          maomian 
                              AQD008                            AQD008 
                              whlliuyuan                        whlliuyuan