1、无功补偿的原理：

从电工学知道，在电阻电感串联电路中，设有功功率为P、无功功率为QL,则视在功率S，功率因数cosø=P/S。

在电路传输电能时，如果传输的有功功率P不变，增加无功功率QL，则视在功率S增加，功率因数cosø下降。如果减少无功功率QL，则传输同样多的有功功率P，所需的视在功率S也减少，功率因数cosø提高。

在电力系统中，减少无功功率的传输，提高功率因数，可以收到一下效益：

减少线路损失

当电流通过线路时，引起的有功功率损耗为（三相交流电路）

ΔP=3I⊃2;R （1-1）

字母含义：

式中R——线路每相电阻，Ω；

I——线路中电流，A；

ΔP——三相线路的总损耗，W。

因为P=1.73IUcosø。将其带入公式（1-1），得ΔP=（P⊃2;/U⊃2;）*（R/cos⊃2;ø）（1-2）

由式可见，当传输有功功率P和电压U、线路电阻一定时，功率因数越高，线路上的有功损耗ΔP越小，或者，将S=、P=SCOSø代入公式（1-2），经简化后有

ΔP=（P⊃2;+Q⊃2;）/U⊃2;*R (1-3)

字母含义：

P、Q——线路中输送的有功功率和无功功率；

U——线路额定电压

R——线路一相的电阻

ΔP——三相线路总的有功损耗

由式可知，减少线路中传输的无功功率可以降低线路有功损耗ΔP。

提高电网的输送能力

提高功率因数，可以减少无功输送量，从而增加电网输送有功功率的能力。

案例1

某10KV三相线路，允许传输电流500A，如果功率因数为0.6，则传输有功功率为P=1.73*10*500*0.6=5196(KW)。如果功率因数提高到0.9，则传输功率为P´=1.73 *10*500*0.9=7794（KW），多传输有功功率50%。

在输送同样有功功率的情况下，提高功率因数后，可以减少输送电流，从而使变配电设备安装容量减少，这样节约了基建投资。

案例2

通过安装电容器设备，将功率因数从0.8提高到0.95，则电容器每千瓦容量可节省输配电线路和变压器等设备的安装容量0.38KVA。

保证发电机出力

一般发电机的额定功率因数为0.8-0.85，如果低于额定功率因数运行，由于受定子及转子电流的限值，发电机的视在功率和有功功率都要降低。

可以改善电压质量

电压是电能质量的一个重要指标。对于一条输配电线路来说，始端电压U1'与末端电压U2'的相量差（几何差）叫作电压降落，始端电压U1'与末端电压U2'的绝对值之差叫作电压损失。网络中的实际电压与该处额定电压的差值叫做电压偏移。从保证用电设备正常工作的需要，必须限制电压偏移和电压损失不能超过某一允许值。

计算电压损失的方法比较复杂，按照惯例，对于110KV及以下的网络电压损耗：ΔU=(PR+QX)/Un （1-4）

字母含义：

ΔU——线路线电压损失，V；

UN——线路标称电压，Ｖ；

Ｐ——线路有功负荷，W；

Q——线路无功负荷，var；

X——线路电感电抗，Ω；

R——线路电阻，Ω。

上式中，无功负荷Q是感性负荷。如果为容性负荷，则Q为负值，这时如果PR﹤QX，则计算所得的电压损失ΔU为负值，即线路末端电压高于线路始端电压。

由于高压输配电线路的电感电抗X要比电阻R大得多，因此线路电压损失在很大程度上取决于线路输送的无功负荷。提高功率因数，减少线路中传输的无功电流，就能大大降低线损，提高电压质量。