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。
二、无功补偿的合理配置原则
从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重**。为了**限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理**。
1)总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。
2)电力部门补偿与用户补偿相结合。
3)分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。
4)降损与调压相结合，以降损为主。
2.1功率容量与功率因数关系曲线
三、无功补偿容量的确定
220kV及以下电网的容性无功补偿设备总容量QC，可按下式计算
QC=1.15QDM-QF-QR-QLC
QDM=kPDM
式中QDM——**自然无功负荷；
QF——本网发电机的无功功率；
QR——上级网和邻网输入的无功功率；
QLC——110kV及以上架空线和电缆线的充电功率；
PDM——电网**有功发电负荷；
K——电网**自然无功负荷系数，kvar/Kw。
K值与电网结构、变压级数、负荷组成、负荷水平及负荷电压特性等因素有关。已运行的电网可通过实测确定，规划中的电网可参照下表中数值估算，当本网中发电机有功功率比重大时，k宜取较高值；上级网或邻网输入有功功率比重大时，k值取较低值。
3.1对于中低电压等级电网的无功补偿容量考虑原则
1)对于变电站10kV母线，一般按主变容量的15%～20%进行补偿。
2)对于普通负荷的公用变压器的0.4kV低压补偿，可按配变容量的20%～30%进行补偿。
3)对于企业专用变压器的0.4kV低压补偿，可按配变容量的30%～60%进行补偿。
4)当三相电压不平衡时（单相负荷较多），需考虑一定容量的分相补偿。
5)当补偿点处有谐波时，还要考虑串联一定比率的电抗器，以构成调谐支路，滤除线路上的高次谐波。
6)当采用固定补偿方式时，补偿总容量应选小些，避免线路轻载时出现过补，产生无功倒送。
7)当采用自动补偿方式时，补偿总容量应选取大些，，避免高峰负荷时出现欠补，造成力率过低。
8)当电容器额定电压与系统标称电压不相等时，补偿容量≠安装容量，装机容量需进行修正。
四、电容器无功补偿原理
电力系统中网络元件的阻抗主要是感性的， 需要容性无功来补偿感性无功
将电容并入RL电路之后，电路如图（a）所示，该电路电流方程为：
由图（b）的向量图可知，并联电容后U与I的相位差变小了，即供电回 路的功率因数提高了。此时供电电流的相位滞后于电压，这种情况称为 欠补偿。
若电容C的容量过大，使得供电电流的相位超前于电压，这种情况称为 过补偿。其向量图如（c）所示。通常不希望出现过补偿的情况，因为这 样会：
（1）引起变压器二次侧电压的升高
（2）容性无功功率在电力线路上传输同样会增加电能损耗
（3）如果供电线路电压因而升高，还会增大电容器本身的功率损耗，使 温升增大，影响电容器使用寿命。
电容器的补偿容量与采用的补偿方式、未补偿时的 负载情况、电容器的接法有关。
4.1集中补偿和分组补偿电容器容量计算
QC=P**(tgφ1- tgφ2) 或 QC=P** ×qc 式中：P**—**负荷的日平均功率。
φ1—补偿前的功率因数角，可取**负载时的值 φ2—补偿后的功率因数角，一般取0.90~0.95
qc—电容器补偿率，qc= tgφ1- tgφ2，查表可知
(1)电容器组为星形接法时
式中：UL—装设地点的电网线电压V IC—电容器组的线电流A Cφ—电容器组每相的电容量 则
又则
4.2就地补偿电容器容量计算
式中：ICN—电动机的额定电流A
COS φN—电动机的**率因数
需要注意的是：若电容器的实际运行电压与 电容器的额定电压不一致，则电容器的实际 补偿容量QC1为
式中：UW—电容器的实际运行电压
UNC—电容器的额定电压
QNC—电容器的额定容量
五、并联电容器过补偿的危害和预防
5.1过补偿的危害
(1) 抬高网络电压。抬高网络电压主要发生在变压器。根据变压器的等值电路图来分析。
变压器等值电路如图1。r1,r2,x1,x2分别是原边，副边绕组的电阻和电抗，U1是原边电压，U2是换算到原边的副边电压，c′代表容性负荷。令r=r1+r2,x=x1+x2，则图1可简化成图2。
因负荷是容性的，故I1超前于U′2，设超前的相角为Φ。在变压器中，电抗远大于电阻，即x＞＞r，我们可以作出该电路的向量图如图3。由图中可以看出，U′2＞U1，若U1＝Ue(额定电压)，则V2＞Ve。
电压升高，不仅威胁线路和设备的安全，也威胁电容器自身的安全。我国电容器产品标准规定电容器的**运行电压如表1所示。由表1可知，电压超过1.1Ue，电容器就必须退出运行，否则将因过电流而发热升温，缩短其使用寿命甚至立即烧毁。
(2) 增加有功损耗。
过补偿从三个方面增大了有功损耗：
① 无功倒送的损耗：
无功功率向电源方向倒送，和顺送时一样造成电压损失和电能损失，倒送的无功越多，电压损失和电能损失就越大。
② 多余的电容器ΔC的有功损耗：
电容器的有功损耗，主要是介质损耗，它占电容器有功损耗的98%以上。介质损耗可用下式计算：
ΔP＝2πfcu2tgδ
式中 δ——电容器的介质损失角
f——电源频率 Hz
C——电容器电容量 μF
V——电容器端电压 kV
多余电容器的有功损耗为：
Δ=2πf(ΔC)V2tgδ
式中 ΔC——多余电容器的电容量
③ 电容器因电压升高而增加的有功损耗：
这一损耗与电压升高量的平方成正比。设电压升高ΔU，则增加的损耗为：
ΔP=2πfC(ΔU)2tgδ
(3) 降低功率因数，增加电费负担。
供电部门为防无功电能表倒转，不再采用Dx2 型无功电能表而普遍采用DXT—M型双向无功脉冲电能表。无功功率的正向或反向流动，无功电能表都是正转，即一律被记录为无功消耗。根据下式：
cosφ=
式中 AP——有功电能kW·h
AQ——无功电能kvar
从上式可以看出，AQ上升，cosφ就下降。按《功率因素调整电费办法》，当功率因数低于规定标准时，电价就要提高，从而要多付出电费。
5.2预防过补偿的措施
(1) 采用电容器自动投切装置。
这种装置使用了电子技术，能检测电网中负荷的变化，并根据负荷的变化自动投入或切除电容器组。这是避免过补偿的较有效办法。
(2) 设计中**补偿容量，并在运行中加强监视。
采用电容器自动投切装置需在较大的**，不是任何地方都有条件，也不是任何地方都有必要。在不采用电容器自动投切装置的地方，在设计配置电容器时，不要将功率因素提得太高，这样就给无功补偿留有余地，过补偿时可能性就会减少。更何况，功率因素提高到0.9以后，若再要提高，其经济性相对较差，需要大幅度增加**和运行费用。
为防过补偿，各地要制定电容器运行规程并严格执行，以加强对电容补偿装置的监视，根据负荷变化情况，及时投切电容器组。
