并联电容器提高功率因数原理

在工业企业的低压供电系统中，并联电容器被用来提高功率因数、改善电网环境。
那么并联电容器究竟是如何提高功率因数的？并联电容器在电网中的作用有哪些？

1、并联电容器怎么提高功率因数

在电力系统中，大多数设备属于感性负载，其运行时需要消耗无功功率；安装并联电容器之后，负载所需的无功功率将由电容器提供，发电机提供的无功功率比例降低、有功功率比例增高，这样企业的功率因数会得到提高。

2、并联电容器在电网的作用

作为无功补偿装置，并联电容器通常安装在变压器或电动机附近，这样可以改善电力系统的电能质量，其作用主要有：

①补偿设备所需的无功功率，提高电网功率因数；

②降低无功电流在电网的流动，降低变损和线路；

③发电机输出的有功功率提高，可以挖掘用电设备的潜力，提高电能利用率；

④项目新建时设计并联电容器，可以降低变压器设计容量；

⑤安装电容器可以提高电能质量，使电网稳定运行。

对于企业来说，安装并联电容器能提高功率因数、改善电能质量，可以实现节能减耗、提高企业的经济效益。

我们看电阻性负载的波形：

图1：阻性负载的电压与电流波形

我们 从图1中能看到什么？

第一：我们看到电压波形与电流波形的相位是一致的。

第二：因为电压波形与电流波形相位一致，它们的相位差 。我们由此知道。电压与电流的乘积功率取正值。也即：

第三：功率取正值，说明电源输出了功率，而电阻消耗了功率。

第三条很重要，是我们继续讨论的基础。

我们看感性负载的波形：

图2中，虚线是电压波形，实线是电流波形，我们看到电压超前电流90度（纯感性负载），
为何感性负载的电压会超前电流90度？这是因为电感

具有阻碍电流变化的特性，电流被阻滞了，自然它的相位就落后于电压了。

现在，我们来仔细看图2的波形：当电压波形

线路电阻会产生阻性发热，而阻性发热就是有功损耗

。所以，无功功率会在传输线中产生有功损耗。

认识到这一点非常重要。

再看电容的波形：

注意到电容也存在向电源的返还能量，我们把这种返还能量叫做容性无功功率。

对于纯容性负载，我们有：

对比图2和图3，我们发现电感和电容它们的电压/电流相位差正好相反，电感的电压超前电流，而电容的电流超前电压。如果我们把两者串、并联在一起，只要参数选择得当，就可以消除相位差，使得电网的电压和电流波形类似阻性负载电路。

这就是并联电容可以提高功率因数的原理。