無功補(bǔ)償原理

電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供感性負(fù)載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，這就是無功補(bǔ)償。

把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補(bǔ)償。

電網(wǎng)輸出的功率包括兩部分：一是有功功率；二是無功功率。直接消耗電能，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)?a target="_blank">機(jī)械能、熱能、化學(xué)能或聲能，利用這些能作功，這部分功率稱為有功功率；不消耗電能，只是把電能轉(zhuǎn)換為另一種形式的能，這種能作為電氣設(shè)備能夠作功的必備條件，并且，這種能是在電網(wǎng)中與電能進(jìn)行周期性轉(zhuǎn)換，這部分功率稱為無功功率，如電磁元件建立磁場占用的電能，電容器建立電場所占的電能。電流在電感元件中作功時，電流滯后于電壓90°；而電流在電容元件中作功時，電流超前電壓90°。在同一電路中，電感電流與電容電流方向相反，互差180°。如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件，使兩者的電流相互抵消，就可以使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小。

電力系統(tǒng)中，主要用電設(shè)備包括電動機(jī)及其它有線圈的設(shè)備，這類設(shè)備除從線路中取得部分電流做有用功外， 還要消耗部分做無用功的電感電流，這就使得線路上的電流要額外的加大些，功率因數(shù)可以衡量這部分做無用功的電流，當(dāng)電感電流為0時，功率因數(shù)等于1 ，當(dāng)電感電流所占比例逐漸增大時，功率因數(shù)逐漸下降，功率因數(shù)越低，線路額外負(fù)擔(dān)越大，發(fā)電機(jī)、電力變壓器及配電裝置的額外負(fù)擔(dān)也越大。為此，應(yīng)當(dāng)提高功率因數(shù)。

實際過程中，并聯(lián)電容器組是最常用的提高功率因數(shù)的方法，該裝智形成的容抗與用電設(shè)備形成的阻抗相并聯(lián)來改變系統(tǒng)的負(fù)荷阻抗，進(jìn)而減小系統(tǒng)的功率因數(shù)角，增大功率因數(shù)。與有功電源相比，無功電源也是維持電能質(zhì)量的重要因素，這就需要對電力系統(tǒng)采取措施維持無功平衡，以防止因系統(tǒng)電壓減小而影響設(shè)備正常運(yùn)行，并減少系統(tǒng)總電能的流失。系統(tǒng)中的電力設(shè)備不僅消耗系統(tǒng)的有功電能，還要消耗系統(tǒng)的無功電能，如果系統(tǒng)總電能一定，適當(dāng)增加無功電能，即增設(shè)無功補(bǔ)償裝置，那么可以提高系統(tǒng)總電能的利用率 減少總電能的消耗，提高系統(tǒng)功率因數(shù)。