关于功率因数补偿的疑问

直流电子管

功率因数下降通常是由于电路中存在过多的感性负载造成的因而就使用补偿电容器。是否可以认为，交流电通入到一个带有感性负载的电路中需要产生谐振才能使得电源的有效功率输出最大。例如电台的天线长度匹配与否对辐射功率影响很大一样，电容也是为了使电路谐振？还是为了在适当的时间冲放电流，直接输入到感性负载线圈，降低总线上的电流？应该是哪一种原理呢？

电流表

不能谐振，会导致过电压。加电容，用电流的相位差抵消感性电流。

直流电子管

电流表 发表于 2014-10-9 19:34
不能谐振，会导致过电压。加电容，用电流的相位差抵消感性电流。

通过电容的充放电补偿感性负载在需要电流和阻碍电流时候所需的冲放电流从而在负载源头解决无功电流的问题才是功率因数补偿的原因？

冲击波

输电线路最怕的是产生振谐是有害的，为了消除振谐就要接入电抗器，功率因数补偿和振谐没一点关系，理想的输电线路是纯电阻电路，电压的波形和电流波形是重合的。这时候的功率因数为1，因为输电线路的负载大部分是感性负荷，容性负载很少，电流波形要滞后电压波形，功率因数就要小于1，这时就要加电容进行补偿使功率因数接近1.

sunhaiyang

电容负载也会降低功率因数

岑蓉络阳

楼主说的后一种是和功率因数补偿原理比较接近的。
在供电专业中，只要不是特别地说明，（用电）负载都是指感性负载的，其原因是从客观实际中来的:对高压电网甚至发电机来讲，他们的负荷首先是变压器（具有电感线圈的设备），其次是工业设备中大量的电动机（也是电感线圈为主的设备），再就是感性民用负荷（各类单相电感性的，例如空调、电冰箱、节能灯、电磁炉、吸尘器、洗衣机），纯电阻的有电热水器，白炽灯，电感性的负荷会造成电流滞后于电压，这样根据电流向量的分解，就有一个电流分量是与电压完全滞后90度的，这种电流就只做无用功，称为感性电流或无功电流，在电线上来回流动，浪费能源又占用上一级的供电设备的电流输出能力，这就是功率因数小于1的原因（功率因数的定义是电流与电压相位差的余弦值，最大就是1），感性的无功电流在线路上流动会造成线路损耗，使供电设备的利用率降低，供电部门是不希望看到这种现象的。而在感性负荷端并联电容器（电容器产生的电流与电感的相反，是超前90度的）这样就刚好让电容器的电流直接抵消电感的无功电流，只要这个电容电流的大小与电感的无功电流相等，就完全补偿了，由此线路上的电流就小到只有做功的那一部分电流，供电设备也只需要输出做功的电流，剩余出来的电流可以给其他用户供电，达到节省能源的目的。功率因数的补偿大多在用户端直接进行，而且有个控制器，检测用户的无功电流的大小，以此决定投入多少容量的电容器。
在供电电网当中，各级电压都有补偿的电容器的，电容的电流也是无功电流，但是在相位上刚好与电感性的无功电流相差180度，互相补偿，但不是谐振，谐振对供电电网是极其有害的（主要是谐振过电压造成绝缘击穿），一般情况下，用户存在时，由于具有很多的需要做功的设备，等效于电阻负载，发生谐振的可能性为零，只有完全空载的时候，才有可能发生，但是各级变电站都会有防止产生谐振的设备。

直流电子管

岑蓉络阳 发表于 2014-10-9 21:45
楼主说的后一种是和功率因数补偿原理比较接近的。
在供电专业中，只要不是特别地说明，（用电）负载都是指 ...

谢谢您的解释明白了，对于电感阻碍电流变化使电流滞后比较好理解，但是容抗为何能使相位超前我还得想想原因，具体我感觉就是电机需要电流最大的时候恰好不是电网电压最高的时候，由于此前电容已经储存了电荷，恰好补偿了电网电压不足向电机放电，当电网电压最高的时候因为有感抗存在，电网向电容充电以维持电流的正常波动，某种意义上就是说补偿电路是为了让电容电感系统整体的输入电流和电网供电电压同步。这也就是说补偿电容距离电机越近越好，最好之间并联在负载线圈上？

直流电子管

冲击波 发表于 2014-10-9 20:12
输电线路最怕的是产生振谐是有害的，为了消除振谐就要接入电抗器，功率因数补偿和振谐没一点关系，理想的输 ...

是否是因为谐振之后整个电网系统就相当于负载，主要功率都在供电网络中消耗呢？一旦谐振整个输电线路相当于变压器线圈，也就是说输电网络不能有效的向终端输送能量了呢？另外还有个问题，发动机启动后是如何同步的？网上只是说只要接近其它发动机转速就能像同步电机一样被托带同步。此前不会造成较大的谐波吗？我只知道电网内的谐波由于不对感性负载做工所以是有害的。从这个角度说直流供电也有直流的好处。

岑蓉络阳

直流电子管 发表于 2014-10-10 08:02
是否是因为谐振之后整个电网系统就相当于负载，主要功率都在供电网络中消耗呢？一旦谐振整个输电线路相当 ...

对您的7楼和8楼一并回复。
我发现您对供电或者电工原理方面的基础知识是不够完善的，因此理解起来比较吃力和勉强。您所叙述的内容并不是和电工原理中的内容所阐述的那样，一时半会儿也没法说清楚，还请您能够仔细去学习电工原理的具体内容。
我只能跟您说的有：
第一，7楼您的“具体我感觉就是电机需要电流最大的时候恰好不是电网电压最高的时候，由于此前电容已经储存了电荷，恰好补偿了电网电压不足向电机放电，当电网电压最高的时候因为有感抗存在，电网向电容充电以维持电流的正常波动，某种意义上就是说补偿电路是为了让电容电感系统整体的输入电流和电网供电电压同步。”这段话严格说起来是错误的。关于交流电的相关电路原理得靠数学去阐述，想从物理上去理解是非常吃力的。
第二，关于8楼，两个问号问的问题都不成立。
第三，“网上只是说只要接近其它发动机转速就能像同步电机一样被托带同步”基本是对的，只是需要精确控制原动机的转速，以使发电机的工作状态从异步电动机到同步电动机，再控制发电机的励磁电流改变成发电机，从而达到与电网的频率、相位同步。在还没有达到同步之前，发电机不在发电状态，就没有谐波发生。
第四，“我只知道电网内的谐波由于不对感性负载做工（功）”这句话也是错误的。
电网中的谐波对设备的危害有很多方面，具体我也不在这里说明，因为其内容足以去写一篇技术论文（最少够得上评中级职称）了。

直流电子管

岑蓉络阳 发表于 2014-10-10 21:24
对您的7楼和8楼一并回复。
我发现您对供电或者电工原理方面的基础知识是不够完善的，因此理解起来比较吃 ...

我今天查过了，已经你说的电工学角度应该是电压电流相位角的问题不过从本质上说就是那样，至于发电机同步的问题这一说就明白了。发电机励磁电流是可以调节的。这个开始我没反应过来。至于谐波么，貌似对发电机线圈和感性负载都有影响，还有变压器线圈，高次谐波反正各种损耗。