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無功補(bǔ)償原理
當(dāng)電網(wǎng)電壓的波形為正弦波，且電壓與電流同相位時(shí)，電阻性電氣設(shè)備如白熾燈、電熱器等從電網(wǎng)上獲得的功率P等于電壓U和電流I的乘積，即：P=U×I。
電感性電氣設(shè)備如電動(dòng)機(jī)和變壓器等由于在運(yùn)行時(shí)需要建立磁場(chǎng)，此時(shí)所消耗的能量不能轉(zhuǎn)化為有功功率，故被稱為無功功率Q。此時(shí)電流滯后電壓一個(gè)角度φ。在選擇變配電設(shè)備時(shí)所根據(jù)的是視在功率S，即有功功率和無功功率的矢量和：
無功功率為:
有功功率與視在功率的比值為功率因數(shù):
cosf=P/S
無功功率的傳輸加重了電網(wǎng)負(fù)荷，使電網(wǎng)損耗增加，系統(tǒng)電壓下降。故需對(duì)其進(jìn)行就近和就地補(bǔ)償。并聯(lián)電容器可補(bǔ)償或平衡電氣設(shè)備的感性無功功率。當(dāng)容性無功功率QC等于感性無功功率QL時(shí)，電網(wǎng)只傳輸有功功率P。根據(jù)國(guó)家有關(guān)規(guī)定，高壓用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.9以上，低壓用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.85以上。
如果選擇電容器功率為Qc，則功率因數(shù)為：
cosφ= P/ (P2 + (QL-Qc)2)1/2
在實(shí)際工程中首先應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況和供電部門的要求確定補(bǔ)償后所需達(dá)到的功率因數(shù)值，然后再計(jì)算電容器的安裝容量：
Qc = P(tanf1 - tanf2)=P〔(1/cos2f1-1)1/2-(1/cos2f2-1)1/2〕
式中:
Qc一電容器的安裝容量，kvar
P一系統(tǒng)的有功功率，kW
tanφ1--補(bǔ)償前的功率因數(shù)角, cosf1--補(bǔ)償前的功率因數(shù)
tanφ2--補(bǔ)償后的功率因數(shù)角, cosf2--補(bǔ)償后的功率因數(shù)[1]
在大系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償還用于調(diào)整電網(wǎng)的電壓，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
在小系統(tǒng)中，通過恰當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償方法還可以調(diào)整三相不平衡電流。按照wangs定理：在相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉(zhuǎn)移有功電流。因此，對(duì)于三相電流不平衡的系統(tǒng)，只要恰當(dāng)?shù)卦诟飨嗯c相之間以及各相與零線之間接入不同容量的電容器，不但可以將各相的功率因數(shù)均補(bǔ)償至接近1，而且可以使各相的有功電流達(dá)到平衡狀態(tài)。