无功功率补偿的基本原理

感性负载，容性负载，阻性负载的定义

线圈负载叫感性，电容负载叫容性，纯电阻负载, 叫阻性比如电机是感性负载，电容是容性负载。

电炉电阻丝，白炽灯，碘坞灯等是阻性负载在电工或电子行业中对负载阻抗特性的定义，分为纯电阻型、电感型及电容型。简称阻性、感性、容性。

几种负载在直流电路中的特点是：

感性无功功率

在用电设备中，凡是用绕组和磁铁组成的，在交流电路中产生电和磁交变的功能。在能量转换过程中，有部分磁能仍回复到电能，那部分电流没有消耗有功功率，称为感性无功功率。在电感性负载的电路中，电流滞后电压一个角度Ψ，cosΨ称为功率因数。

容性无功功率

在电容器二块极板间产生充放电，电容电流不消耗有功功率，这个电流引起的功率称为容性无功功率。在电容性负载的电路中，电流超前电压一个角度Ψ，cosΨ也称为功率因数。因此容性无功功率可以抵消感性无功功率而提高功率因数。

无功功率补偿的原理

在交流电路中，纯电阻负载电流I R与电压U同相位；纯电感负载电流IL滞后电压纯电容负载电流I C 则超前于电压。也就是说纯电感和纯电容中的电流相位差为，可互相抵消，所以在电源向负载供电时，感性负载向外释放的能量由并联电容器将能量储存起来；当感性负载需要能量时，再由电容将能量释放出来。这样感性负载所需要的无功功率可就地解决，减少负载与电源间能量交换的规模，减少损耗无功功率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联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。

有功功率：

在交流电路中，凡是消耗在电阻元件上，功率不可逆转换的那部分功率，是实实在在的（如转变为热能，光能，或机械能），称为有功功率；

无功功率

电路中，电感元件建立磁场，电容元件建立电场消耗的功率称为无功率，这个功率是随交流电的周期，与电源不断的进行能量转换，而并不消耗能量；

视在功率：

交流电源所能提供的总功率，称为视在功率，在数值上即是，电压与电流的乘积，单位VA,视在功率即是交流电源的容量；

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(如负载为白帜灯、电炉等）通俗一点的讲，仅是通过电阻类的元件进行工作的纯阻性负载称为阻性负载。

感性负载：

通常情况下，一般把负载带电感参数的负载，即符合和电源相比负载电流滞后负载电压一个相位差的特性的负载为感性(如负载为电动机;变压器;)。通俗地说，即应用电磁感应原理制作的大功率电器产品，如电动机、压缩机、继电器、日光灯等等。这类产品在启动时需要一个比维持正常运转所需电流大得多（大约在3-7倍）的启动电流。例如，一台在正常运转时耗电150瓦左右的电冰箱，其启动功率可高达1000瓦以上。此外，由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间，会产生*势电压，这种电压的峰值远远大于车载交流供电器所能承受的电压值，很容易引起车用逆变器的瞬时超载，影响逆变器的使用寿命。因此，这类电器对供电波形的要求较高。

容性负载：

电路中类似电容的负载，可以使负载电流超前负载电压一个相位差（和电源相比），降低电路功率因数。一般把负载带电容参数的负载，即符合电压滞后电流特性的负载成为容性负载。充放电时，电压不能突变。其对应的功率因为为负值。对应的感性负载的功率因数为正值。

一般电源控制类产品，所给出的负载，如未加说明则是给出的是视在功率；即总容量功率；它既包括有功功率，也包括无功功率；而一般感性负载说明中给出的往往是有功功率的大小，例如荧光灯，标注为15~40瓦的荧光灯，镇流器消耗功率约为8瓦，实际在考虑用定时器，感应开关在控制它时，则要加上这8瓦；具体不同的产品感性部分，即无功功率的大小，可以通过其给出的功率因数来计算。混联电路中容抗比感抗大,电路呈容性反之为感性。通常的用电器中并没有纯感性负载和纯容性负载。因为这两种负载不做有用功。只有在补偿电路中才使用纯感性负载或纯容性负载。又因为绝大多数负载除阻性外，多数为感性负载，因此补偿的时候多数就用电容来补偿，所以，纯容性负载用得比纯感性负载多。如电动机，变压器等等，通常为感性负载。部分日光灯为容性负载。举例：纯感性负载就是一组电感。通常用来补偿电路中的容性电流。在电路中带线圈的用电设备，其线圈部分即为纯感性负载。如电动机、变压器、电风扇、日光灯镇流器等。纯感性负载的电流是不能突变。感性负载应用广泛。在电路中带电容的用电设备，其电容部分即为纯容性负载。如补偿电容等。纯感性负载的电压是不能突变。从理论上讲：纯电阻电路、纯电容电路、纯电感电路是不存在的。电阻负载在作功时也会有电感、电容性负载存在。例如：导线间会存在线路间的电容，导线间和对地间存在电感，期间感性负载通常大于容性负载。电力电容在作功时也会发热，即电阻性作功。电感亦如此。元件的阻抗是频率的函数。在全频率范围内纯电阻电路、纯电容电路、纯电感电路是不存在的。理论上只有可能在某一个频率存在实际中应该做不到。

一、谐波：我国电网的频率为50Hz，凡是高于50Hz的频率的波都称为谐波。谐波是以倍加形式产生，也就是说频率为50的倍数：100、150、200……，凡是 高于50Hz的波称为高谐波。

二、负载：指消耗电能的装置，把电能转换为机械能、热能、光能等。负载就是指用电器，例如：灯光、灯管、电炉、电机、冰箱、空调等。

三、轻载：轻载主要是指电机所带动的负载比较轻，没有达到其设计的额定功率，就是实际载荷小于设计载荷。

四、变载：变载是指电机在运行过程中，所带动的载荷在不断的发生变化，有时重，有时轻，反应到电机上为有时输出的功率大，有时小。在电压一定的情况下，电 流 随 负 载 变化而变化。例 如：锷式破 碎机、各种 压力机、冲 压机床、抽 油 机、压缩机、油压机、电动衣车等。

五、恒载：恒载也称为固定负载，就是电机在运行过程中，负荷基本不变，电机的输出功率和电流基本是一个恒定的值。轻载可能是恒载。

六、超载运行：超载运行是指电机处在一种超过本身载荷能力的运行。比如说一个55KW的电机额定电流为110A，而在实际运行当中电流超过110A，就是超载运行，长期处于超载运行的设备会受到损坏，减少其使用寿命。

七、负载率：负载率是实际工作电流与额定电流的比值。负载率＝实际工作电流÷额定电流×100%

八、电机额定功率与额定电流的关系：一般讲，电机的额定电流是额定功率的2倍。例如：一个37KW的电机，它的额定电流大约是372=74A 一个100KW的电机，它的额定电流大约是1002=200A

九、感性负载、阻性负载：对于灯具来讲，靠气体导通发光的灯具就是感性负载，靠电阻丝发光的 属于阻性负载，感性负载如：日光灯、高压钠灯、汞灯、金属卤化物灯等。阻性负载如：碘钨灯、白炽灯、电阻炉、烤箱 、电热水器、热油汀等。电机也属于感性负载。

十、几种常用灯光的实际工作电流：（在电网电压220V情况下）

1、400W高压钠灯单只灯，工作电流为3.1～3.3A。

2、250W高压钠灯单只灯，工作电流为2.0～2.3A。

3、400W金属卤化物灯单只灯，工作电流为2.0～2.2A。

4、250W金属卤化物灯单只灯，工作电流为1.4～1.6A。

5、电感式镇流器40W日光灯单只灯，工作电流为0.28～0.30A。

6、电子式镇流器40W日光灯单只灯，工作电流为0.14～0.16A。

根据以上数据可知，灯光耗电除灯光本身外，镇流器也消耗电能。

十一、在灯光电路中，如果全部采用电抗式镇流器，装上节电器后，电流会下降30%，但电子式日光灯电流基本无下降，线路中装有补偿装置，电流下降也比较少。