无功补偿原理

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。

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。

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，电流滞后于电压90°；而电流在电容元件中作功时，电流超前电压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，就可以使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小。

电力系统中，主要用电设备包括电动机及其它有线圈的设备，这类设备除从线路中取得部分电流做有用功外， 还要消耗部分做无用功的电感电流，这就使得线路上的电流要额外的加大些，功率因数可以衡量这部分做无用功的电流，当电感电流为0时，功率因数等于1 ，当电感电流所占比例逐渐增大时，功率因数逐渐下降，功率因数越低，线路额外负担越大，发电机、电力变压器及配电装置的额外负担也越大。为此，应当提高功率因数。

实际过程中，并联电容器组是最常用的提高功率因数的方法，该装智形成的容抗与用电设备形成的阻抗相并联来改变系统的负荷阻抗，进而减小系统的功率因数角，增大功率因数。与有功电源相比，无功电源也是维持电能质量的重要因素，这就需要对电力系统采取措施维持无功平衡，以防止因系统电压减小而影响设备正常运行，并减少系统总电能的流失。系统中的电力设备不仅消耗系统的有功电能，还要消耗系统的无功电能，如果系统总电能一定，适当增加无功电能，即增设无功补偿装置，那么可以提高系统总电能的利用率 减少总电能的消耗，提高系统功率因数。