目前，廣泛應(yīng)用于工廠配電系統(tǒng)的電壓等級大多為35kV，10kV和0.4kV，其中35kV和10kV一般稱為中壓配電系統(tǒng)，而0.4kV稱為低壓配電系統(tǒng)。無功補(bǔ)償裝置可以同時應(yīng)用于中、低壓配電系統(tǒng)。一般35kV電源只帶變壓器，而不帶電動機(jī)等具體的能量轉(zhuǎn)化設(shè)備（也有少數(shù)大功率或超大功率電動機(jī)使用35kV電壓等級的，但數(shù)量極少），大量的用電設(shè)備廣泛分布于10kV和0.4kV電壓等級，具體的電壓等級的選擇要充分考慮設(shè)備容量對絕緣、電流大小等參數(shù)的綜合分析，研究最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式。綜上所述，配電系統(tǒng)的無功補(bǔ)償主要采用35kV、10kV和0.4kV母線補(bǔ)償。

公式：cosφ=P/S，其中，cosφ為功率因數(shù)，P為有功功率，S為視在功率。變換格式為：

其中Q為無功功率。由公式不難看出，要想提升功率因數(shù)cosφ，只要降低Q就可以了。所以，采用無功補(bǔ)償裝置，將設(shè)備在系統(tǒng)中吸收的無功功率改由電力電容器進(jìn)行補(bǔ)償，就達(dá)到了減少電源的無功功率，從而提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)。

我們再以下面的方式分析：

電感設(shè)備的電壓超前電流變化90°，而電容設(shè)備電壓滯后電流90°，經(jīng)過相互補(bǔ)償，使得功率因數(shù)角變小。式中cosφ1為補(bǔ)償前的功率因數(shù)，cosφ2為補(bǔ)償前的功率因數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，用此公式可以計(jì)算出由某一功率因數(shù)達(dá)到另外一功率因數(shù)所需要的補(bǔ)償?shù)臒o功容量。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。

無功功率對供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，而進(jìn)行了無功補(bǔ)償后的作用主要表現(xiàn)在：

（1）提升發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。

（2）提高輸、變電設(shè)備的供電能力。

（3）減少線路電壓損失和電能損耗的。

（4）提高功率因數(shù)和設(shè)備電壓，使電氣設(shè)備容量得到充分發(fā)揮，另外，大多數(shù)電力管理部門都對用戶的功率因數(shù)有極其嚴(yán)格的獎懲制度，當(dāng)功率因數(shù)大于某值或小于某值時，電業(yè)局都會在電費(fèi)的計(jì)量上給予相應(yīng)的補(bǔ)償和懲罰。

電容器組補(bǔ)償裝置外形、型號、生產(chǎn)廠家、參數(shù)眾多，那么，怎樣選擇好適用于自己裝置或系統(tǒng)的電容器呢？一般地，我們依據(jù)以下原則進(jìn)行遴選：

（1）首先是電壓等級的選擇。電容器的標(biāo)稱電壓要滿足所要接入系統(tǒng)的電壓的要求。其額定電壓一般是其工作電壓的1.2至1.3倍，在電壓不穩(wěn)定的條件下使用時，應(yīng)考慮額定電壓的裕量滿足要求。長期在電壓過高的環(huán)境中往往會縮短電容器的使用壽命，絕緣的提早老化。

（2）選擇電容器的絕緣介質(zhì)。對于系統(tǒng)中諧波較大的情況，應(yīng)選用抗諧波能力較好的鋁電解電容器，對于高頻系統(tǒng)，應(yīng)選用云母電容器、高頻瓷介質(zhì)電容器，對于電壓較高的系統(tǒng)，應(yīng)選擇高壓瓷介質(zhì)電容器等耐高壓的絕緣性能好的電容器，而對于要求不高的，采用絕緣紙介質(zhì)電容器就可以了，主要參考其經(jīng)濟(jì)性。

（3）電容器的容量選擇。首先應(yīng)考慮負(fù)荷性質(zhì)，計(jì)算無功補(bǔ)償?shù)挠嗔?，按照余量來選擇電容器組的容量，盡量選擇實(shí)際容量與標(biāo)稱容量接近的電容器。

（4）優(yōu)先選擇其各項(xiàng)實(shí)際參數(shù)與標(biāo)定參數(shù)接近的電容器。

（5）應(yīng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)考慮電容器的投切方式。如某站35kV系統(tǒng)的無功需量比較穩(wěn)定，且沒有頻繁啟動的大型設(shè)備，那么就可以優(yōu)先選擇比較經(jīng)濟(jì)的手動投切電容器組，而在具有頻繁啟動設(shè)備的變電所內(nèi)，應(yīng)首先考慮電容器的性能，優(yōu)先選擇自動投退的電容器，雖然其價格往往高于同類型手動投切電容器。

（6）選擇電容器時，應(yīng)兼顧考慮其使用的現(xiàn)場的環(huán)境條件，如較小的配電室內(nèi)采用大型的露天設(shè)計(jì)的電容器組就是不現(xiàn)實(shí)的。還要考慮潮濕、干燥、粉塵、日照等自然因素對電容器的影響。

電容器組除了自身并聯(lián)電容器外，還需要以下電氣設(shè)備與之配合完成補(bǔ)償功能：

（1）真空開關(guān)：供主回路的電源的接通和分?jǐn)?，以及頻繁啟動和停止交流電器設(shè)備之用，并適宜與各種保護(hù)裝置配合，對需要頻繁投切的高壓電容器組最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用（自動補(bǔ)償多采用接觸器控制）。

（2）無功綜合控制器：用于對并聯(lián)電容器組進(jìn)行單獨(dú)的控制或者綜合控制，控制器采樣電力系統(tǒng)電壓和電流信號，計(jì)算電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，依據(jù)功率因數(shù)及無功缺額自動投切電容器組，是整套電容器組的控制核心。

（3）微機(jī)保護(hù)單元：電容器一般設(shè)有過流保護(hù)、欠壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、缺相保護(hù)等等，現(xiàn)代化的電容器組都配備了微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，動作更可靠，操作更方便，可視化程度更強(qiáng)，有效滿足各類繼電保護(hù)功能，使其安全可靠運(yùn)行。

（4）避雷器：廣泛使用在中壓（35kV、10kV）系統(tǒng)中。目前大多采用無間隙金屬氧化物避雷器，是保護(hù)電器免受過電壓危害的必備安全裝置。其主要元件氧化鋅閥片具有優(yōu)良的非線性伏安特性，與傳統(tǒng)的閥片式避雷器相比，具有通流量大，無續(xù)流，保護(hù)性能好，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

（5）串聯(lián)電抗器：電容器組必備的設(shè)備。電容補(bǔ)償柜通常為純電容結(jié)構(gòu)，該類電容柜開關(guān)投切時不但會產(chǎn)生合閘時的涌流，而且將放大電網(wǎng)中的諧波，危機(jī)其它電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。串聯(lián)電抗器不但能抑制合閘時的瞬時涌流，而且可以抑制和吸收諧波電流，具有濾波的作用，大大提高了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

（6）放電線圈：電容器必備的設(shè)備。電容器在切除后，在其極板上仍然有較多的殘余電荷，足以對人和各種表計(jì)造成損害。放電線圈或放電電阻并聯(lián)在電容器上，當(dāng)主回路切斷時，放電設(shè)備就會將殘余的正負(fù)電荷逐漸抵消，但此時仍然會有較少的電荷不能完全抵消。

電容器是變電站最常發(fā)生事故或故障的設(shè)備之一。目前，因?yàn)樯a(chǎn)水平的原因，大部分電容器的質(zhì)量并不能達(dá)到較高的水準(zhǔn)，這就需要日常工作中運(yùn)行人員將電容器作為特殊設(shè)備來對待，在巡檢時放到重點(diǎn)巡檢設(shè)備之列。電容器進(jìn)行巡檢時，應(yīng)主要巡檢以下幾個方面：

（1）檢查電容器本體無鼓脹、滲漏油現(xiàn)象。若發(fā)生運(yùn)行聲音異常，或發(fā)生本體鼓脹、漏油，應(yīng)立即停下電容器，對損壞的電容器進(jìn)行更換，如果大量發(fā)生此類現(xiàn)象，應(yīng)聯(lián)系廠家和相關(guān)專家，查看是否是因?yàn)橄到y(tǒng)電能質(zhì)量（波形畸變引起的諧波、頻率失真等）存在問題，切不可帶病運(yùn)行。

（2）因?yàn)殡娍蛊魇禽^大的電感線圈，正常運(yùn)行時，應(yīng)有很小的均勻的“嗡嗡”聲，油浸絕緣紙顏色在長期運(yùn)行后顏色會均勻地變深。電抗器最容易發(fā)生局部過熱造成整體燒損。在發(fā)生此現(xiàn)象時，也應(yīng)立即停止運(yùn)行，查看發(fā)熱點(diǎn)處是否有短路、開路現(xiàn)象，然后進(jìn)行修復(fù)。一般電抗器可以加裝熱保護(hù)元件，當(dāng)溫度高于設(shè)定溫度時，斷路器或接觸器跳開，及時切斷電源。

（3）運(yùn)行時，應(yīng)隨時檢查無功補(bǔ)償控制器是否有報(bào)警，功率因數(shù)的值與設(shè)定值是否相符，電容器投切是否合理等等無功補(bǔ)償設(shè)定的功率因數(shù)不宜太高，也并非是越高越好，一般不超過0.96。一旦控制器損壞，也就意味著電容器不再受到控制，應(yīng)及時停下運(yùn)行的電容器，進(jìn)行更換控制器的工作。

（4）絕緣組件：各電壓等級的設(shè)備都有安全距離，對絕緣子、導(dǎo)線連接部分的絕緣也應(yīng)重點(diǎn)檢查，查看是否尋在顏色變化，爬電、放電等現(xiàn)象，并應(yīng)對連接處進(jìn)行溫度測試。當(dāng)發(fā)生上述現(xiàn)象時，應(yīng)停電處理，查看是否是由絕緣子臟污，連接處松動引起的故障。

（5）開關(guān)設(shè)備：正常運(yùn)行時，開關(guān)無異響，無異味，且三相電流基本平衡。如發(fā)生某相電流缺失，會引起電抗器、電容器等一系列的反應(yīng)，這時應(yīng)首先考慮開關(guān)設(shè)備故障，是否存在缺相故障，同時查看保護(hù)動作情況，進(jìn)行停電處理。

（6）保護(hù)裝置：查看保護(hù)裝置是否存在報(bào)警，如有報(bào)警現(xiàn)象，首先查看報(bào)警內(nèi)容，再根據(jù)報(bào)警內(nèi)容檢查相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行處理。

（1）電容器停電后，雖然經(jīng)過放電線圈和放電電阻進(jìn)行了放電，但是為了保險(xiǎn)起見，還行單獨(dú)對其進(jìn)行放電，以免擊傷人體和損壞表計(jì)。大容量的電容器應(yīng)延長放電時間。

（2）電容器的外殼及金屬構(gòu)架應(yīng)可靠接地。

（3）對接有電容器的母線進(jìn)行檢修時，應(yīng)將電容器看做電源做相應(yīng)的安全措施。

（4）電容器應(yīng)每年做試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足其試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

（5）室外電容器尤其是對電氣連接部分應(yīng)做好防潮防腐蝕措施。

（6）電容器發(fā)生著火事故時，應(yīng)使用沙土、二氧化碳或者干粉滅火器，即使已經(jīng)停電，也不應(yīng)使用水來滅火，防止殘余電荷觸電。

在進(jìn)行無功補(bǔ)償時，還有其它諸如同步調(diào)相機(jī)、靜止無功發(fā)生器等，都有各自的特點(diǎn)。在選擇時應(yīng)根據(jù)各自的特點(diǎn)進(jìn)行分負(fù)荷性質(zhì)的應(yīng)用，最終的目的都是要節(jié)約電能，為終端用電設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)的電能，進(jìn)而更好地為生產(chǎn)服務(wù)。