7．2．3．1　无功补偿与电压损耗的关系

当线路上传输功率时，就会产生电压损耗ΔU，表达式为：

式中　P——线路通过的有功功率；

Q——线路通过的无功功率；

R——线路的电阻；

X——线路的电抗；

U1——线路始端电压值。

多数情况Q比P在数值上略小一些，当cosφ＝0．8时，Q＝0．75P。但高压电网中往往X比R大许多，因此，线路上传输的无功功率越大，线路电压损失ΔU的第二部分QX／U1越大，则线路末端的电压就越低。而线路首端电压U1又不可能太高，不足以弥补线路压降损失。线路输送的有功功率P是无法减少的，因为这正是输电目的。

如果负荷所需的无功功率由本地产生，线路上不传送无功功率或传送数量甚少，则线路压降就可以大为减少。这种方法可以用无功补偿来实现，即在各负荷点装设电容器组、调相机、静止补偿器等无功电源，尽量使无功功率就地平衡，尽量避免无功电力占用变压器和输电线路容量。此种方法投资较多。

设补偿前线路的电压损耗ΔU1为：

式中　PL——线路有功负荷；

QL——线路无功负荷；

UN——线路额定电压。

就地并联补偿QC后，线路的电压损耗减小为ΔU2：

由于电容器就地发出了无功功率QC，线路末端电压可提高下列数值：

7．2．3．2　无功补偿与电能损耗的关系

并联无功补偿还能降低有功网损。当功率P＋jQ通过阻抗R＋j X时，流过的电流I及其所产生的有功损耗ΔP为：(www.daowen.com)

可见，若线路输送的无功Q减少了，线路有功损耗ΔP会减少，线路电流I也相应减少，同样粗的导线就能传送更多的有功功率，设备利用率和电网输送能力就提高了。

7．2．3．3　无功补偿与功率因素的关系

功率因数是表征负荷的主要指标之一。我国对电力用户的功率因数有如下规定：对于220 k V变电站，其二次侧功率因数不低于0．95；对于35～110 k V变电站，其二次侧功率因数不低于0．9；10 k V级负荷功率因数也应在0．9以上。

根据功率因数cosφ的定义，可得：

式中　S——线路负荷的视在功率。

当负荷所需的有功P一定时，如果功率因数越低，则负荷需要的无功Q就越多，使线路上实际电流远大于单纯供给有功P时的值。

对用户而言，只有有功P才真正有用，线路电流中因Q产生的部分只是一种浪费。因为用户不仅要为更粗的输电线缆付钱，而且还要为线缆中多余的有功损耗付钱。

电力企业同样不希望从远处的电源向负荷输送无功，一方面发电机和配电网络得不到充分有效的利用，另一方面电网的电压控制也会变得更为困难。

综上所述，应在需要无功功率的负荷处就地装设无功电源，对负荷进行无功补偿，而不应由发电厂千里迢迢输送无功。

如果补偿了无功功率QC，则负荷的功率因数将提高为：

供电企业除了在许多变电站中装设无功补偿设备外，还对电网用户实行电费激励制度以促进用户提高其功率因数。若用户实际功率因数高于规定值（10 k V级0．9以上，100 k W以上用户0．85以上，趸售及一般农户0．8以上），可减收电费0．1%～1．3%；若低于规定值，则应多交电费0．5%～15%。

用户装设电容器补偿后，电网传输的无功减少了，传输线路上的有功损耗就相应地减少了。每少传输1 kvar无功所减少的有功损耗千瓦数，称为无功经济当量k（单位为k W／kvar），是用来衡量无功补偿合理性的重要指标。表7-1给出了不同类型负荷下，计及经济性能的经济功率因数。

表7-1　不同类型负荷下的经济功率因数

续表

注：第一类负荷指由发电机升压后（10 k V）直接供电的负荷；第二类负荷指由发电机升压后经过一次降压供电的负荷；第三类负荷指由发电机升压后经过二次或三次降压供电的负荷。