在電網中安裝并聯電容器無功補償設備后,將可以提供補償感性負荷所消耗的無功功率,減少了電網電源側向感性負荷提供及由線路輸送的無功功率。由于減少了無功功率在電網中的流動,因此可以降低輸配電線路中變壓器及母線因輸送無功功率造成的電能損耗,這就是無功補償的效益。
以上從電業及國家能源方面講了無功補償的功效,其實無功補償對我們用戶端有也有很大的益處:
①通過改善功率因數,減少了內部線路中總電流和供電系統中的電氣元件,如變壓器、電器設備、導線等的容量,因此不但減少了投資費用,而且降低了本身電能的損耗。
②藉由良好功因值的確保,從而減少供電系統中的電壓損失,可以使負載電壓更穩定,改善電能的質量。
③可以增加系統的裕度,挖掘出了發供電設備的潛力。如果系統的功率因數低,那么在既有設備容量不變的情況下,裝設電容器后,可以提高功率因數,增加負載的容量。
舉例而言,將1000KVA變壓器之功率因數從0.8提高到0.98時:
補償前:1000X0.8=800KW
補償后:1000X0.98=980KW
可見,同樣一臺1000KVA的變壓器,功率因數提高后,它就可以多承擔180KW的負載。
④減少了用戶的電費支出,適過上述各元件損失的減少及功率因數提高的電費節支。
此外,有些電力電子設備如整流器、變頻器、開關電源等、可飽和設備如變壓器、電動機、發電機等、電弧設備及電光源設備如電弧爐、日光燈等,這些設備均是主要的諧波源,運行時將產生大量的諧波。諧波對發動機、變壓器、電動機、電容器等所有連接于電網的電器設備都有不同程度的危害,主要表現為產生諧波附加損耗(變壓器的銅損耗增加、增加電纜等輸電線路的損耗,使得設備過載過熱) ;諧波污染對通訊質量有影響;諧波過電壓,加速設備的絕緣老化;電流諧波份量較高時,可能會引起繼電保護的過電壓保護、過電流保護的誤動作等。
值得注意的是,并聯到線路上進行無功補償的電容器對諧波會有放大作用,使得系統電壓及電流的畸變更加嚴重。另外,諧波電流疊加在電容器的基波電流上,會使電容器的電流有效值增加,造成溫度升高,減少電容器的使用壽命。因此,如果系統量測出諧波含量過高時,除了電容器端需要串聯適宜的調諧(detuned) 電抗器外,并需要針對負載特性專案研討加裝諧波改善裝置。