一、为什么要补偿

感性负载（电机、变压器、荧光灯）消耗无功功率，导致功率因数下降、线路电流增大、线损增加、电压跌落、被供电部门罚款（一般要求功率因数 ≥ 0.9，部分 0.95）。无功补偿就是就地提供无功，减少电网输送的无功电流。

二、补偿容量计算

把功率因数从 cosφ1 提高到 cosφ2，所需补偿容量：

Qc = P × (tanφ1 − tanφ2)

• P 为有功功率（kW），φ1、φ2 为补偿前后功率因数角；
• 例：P=500kW，cosφ1=0.75（tanφ1=0.882），目标 cosφ2=0.95（tanφ2=0.329），则 Qc = 500×(0.882−0.329) ≈ 277 kvar。
• 常用速算：每 kW 有功提升功率因数所需 kvar 可查表。

三、补偿方式

• 集中补偿：在配电室母线集中装设电容器组，管理方便，补偿变压器及母线无功。
• 分组补偿：按车间/干线分组。
• 就地补偿：大电机就地并联电容，效果较好但分散。
• 工程上常"集中 + 就地"结合。

四、电容器与串联电抗器

• 电容器额定电压要高于系统电压（考虑谐波与过电压，常选 400V/450V 用于 380V 系统）。
• 串联电抗器：抑制合闸涌流与谐波。电抗率选择：
• 谐波较轻、以 5 次为主：选 7% 电抗率（谐振点低于 5 次）；
• 谐波较重、含 3 次：选 14% 电抗率。
• 不配或少配电抗器会在谐波下与系统发生并联谐振，放大谐波电流，烧毁电容器。
• 电容器组配放电电阻、熔断器（或断路器）保护。

五、投切方式

• 接触器投切：成本低，但涌流大、触点易损，适合稳定负载。
• 晶闸管（可控硅）投切：无触点、无涌流、快速，适合频繁变化负载。
• 复合开关：晶闸管过零投切 + 接触器保持，兼顾寿命与损耗。
• 控制器：按功率因数/无功功率自动分组投切，设投切延时与循环投切，防止频繁动作。

六、谐波与过补偿防治

• 谐波放大：电容器与系统电感形成谐振，必须配电抗器或改用有源滤波。
• 过补偿：夜间轻载时电容全投会导致功率因数超前、电压升高，控制器应能自动切除。
• 电容器过电压/过电流：谐波环境下电容电流增大，选型留裕量。
• 投切振荡：合理设死区与延时。
• 有谐波时优先考虑有源电力滤波器（APF） 兼顾无功与谐波。

七、实施步骤

• 测量或计算有功、无功、功率因数、谐波含量；
• 确定目标功率因数，计算 Qc；
• 选电容器电压等级、电抗率、分组容量；
• 选投切方式与控制器；
• 设计保护（熔断器、放电、过压）；
• 校验谐波放大与谐振；
• 投运后实测功率因数与谐波，调整分组。

八、常见误区

• 只算容量不配电抗器，谐波下电容爆炸；
• 电容器额定电压按 380V 选，谐波过电压下寿命骤减；
• 控制器死区太小，接触器频繁投切烧毁；
• 忽略过补偿，轻载时电压偏高。

无功补偿的关键是算准容量、配对电抗器、选对投切、防住谐波，做到这四点，功率因数稳定达标且设备长寿。