電力系統(tǒng)中，電動機(jī)負(fù)載的應(yīng)用非常廣泛，又因為電動機(jī)是感性設(shè)備，所以會使系統(tǒng)的功率因數(shù)下降。而功率因數(shù)的下降，會帶來諸多弊端，所以就需要采取補(bǔ)償措施。
在低壓電網(wǎng)中，最常采用的補(bǔ)償措施就是并聯(lián)電容補(bǔ)償。
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一、功率因數(shù)的含義
即使大家不知道電容補(bǔ)償，也應(yīng)該聽過功率因數(shù)。所謂功率因數(shù)，簡單來說，就是有功功率P對容量S（視在功率）的占比，用符號“λ”表示，其本質(zhì)是電壓與電流相位差φ的余弦值，即λ=cosφ=P/S。
其中有功功率P其實就是平均功率，是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ秒娖魃蠘?biāo)識的功率，如節(jié)能燈的功率40W，熱水器的功率1500W等。
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因為“功率”本身就表示能量變化的快慢，無功功率也是“功率”，所以它也是反映能量交換快慢的物理量，用符號Q表示。
綜上，供電設(shè)備的視在功率輸出，分為兩部分，即有功功率和無功功率，它們?nèi)叩年P(guān)系如下圖1-1所示，為一直角三角形，稱為功率三角形。其中斜邊長度表示S的大小，水平直角邊長度表示有功功率大小，豎直直角邊長度表示無功功率大小。S與P間的夾角φ就是功率因數(shù)角。
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從功率三角形也可以看出，有功功率P為視在功率S的余弦值，這個余弦就是功率因數(shù)。
前文提到，功率因數(shù)的本質(zhì)是電壓與電流相位差φ的余弦值，也就是說，功率三角形中的夾角φ其實也是電壓與電流的相位差。而電動機(jī)之所以會使系統(tǒng)功率因數(shù)下降，其實是因為電動機(jī)繞組的電流與電壓之間存在相位差，且電壓超前電流，如下圖1-2所示。
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圖1-2左邊為電動機(jī)的電路模型，繞組由電感與電阻串聯(lián)組成，右邊為電動機(jī)的電壓與電流相量圖。所謂相量圖，簡單來說，就是用有向線段表示電壓與電流的大小與（初）相位，其中線段的長度表示大小，箭頭指向表示初相位，例如圖1-2所示的電壓在電流的逆時針方向，就表示電壓超前電流，兩者相位差為φ。
既然電動機(jī)會使功率因數(shù)變小，那么電容又是如何提高功率因數(shù)的呢？
二、電容并聯(lián)補(bǔ)償?shù)暮x
電容之所以可以對電動機(jī)設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償，其本質(zhì)上因為電容能夠產(chǎn)生與電動機(jī)相反的電壓電流相位差。簡單來說，電動機(jī)使電壓與電流產(chǎn)生的相位差是電壓超前電流，而電容使電壓與電流產(chǎn)生的相位差是電流超前電壓，如圖1-3所示。
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由于電容的電壓滯后電流（或者說電流超前電壓），而電動機(jī)的電壓超前電流，把電動機(jī)和電容并聯(lián)時，就可以改變總的電壓與電流相位差，也就改變了總的功率因數(shù)。
由于并聯(lián)支路電壓相等，所以電動機(jī)和補(bǔ)償電容的電壓為同一個電壓，此時改變的僅有電流，且為電源總電流。
如下圖1-4所示，將電動機(jī)的電壓電流相量圖和電容的電壓電流相量圖合并到一起，有總電流等于電動機(jī)電流加上電容電流，注意，這里的電流相加并不是簡單的數(shù)值相加，而是要結(jié)合相位關(guān)系。
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類同于數(shù)學(xué)里向量的相加，根據(jù)平行四邊形定則，兩個電流相量的相加，可以得出如圖1-4所示的總電流I（紅色的有向線段）。對比補(bǔ)償前和補(bǔ)償后，補(bǔ)償前電源總電流等于電動機(jī)的電流，而補(bǔ)償后的電源總電流小于電動機(jī)電流（根據(jù)線段的長度可以看出）；補(bǔ)償前電源總電流與端口電壓相位差為φ1，補(bǔ)償后電源總電流與端口電壓相位差為φ2，可以發(fā)現(xiàn)φ2比φ1小，有cosφ2＞cosφ1，即補(bǔ)償后總功率因數(shù)變大了。
以上就是并聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)暮x，那么這個電容補(bǔ)償是否會影響電費的多少呢？在回答這個問題前，我們有必要了解電費與什么有關(guān)。
三、并聯(lián)電容補(bǔ)償對電費的影響
電費，即電能消耗的費用，所謂“消耗”，是指電能花出去了，它或許以熱能的形式、機(jī)械能的形式、光能的形式被消耗，一去不復(fù)返，就好像你將錢從銀行取出來，拿去買菜買零食。而電能消耗的快慢用有功功率來表示，換言之，有功功率是電能被消耗的重要標(biāo)志。
無功，正如上文所言，它表示的是電能交換的速度，所謂“交換”，是指電能并沒有被消耗，而是在電源與電感（或電容）之間來回交換，就好比你將錢存在銀行，又取出來，又存進(jìn)去，整個過程錢都沒有被花掉。
綜上，電費的支付僅與有功功率有關(guān)，與無功功率無關(guān)。另外，大家仔細(xì)觀察電容補(bǔ)償?shù)碾娐穲D，可以發(fā)現(xiàn)，有功功率是僅與電動機(jī)有關(guān)的，電容沒有有功功率。
也就是說，電費的多少，只和電動機(jī)的運行有關(guān)，而并聯(lián)電容補(bǔ)償前后，電動機(jī)本身的電壓與電流都沒變，變的是電源總電流，所以電動機(jī)自身的功率因數(shù)和有功功率也沒變；谟泄β什蛔，電費自然也就不會變少或增加啦。
并聯(lián)電容補(bǔ)償后，電動機(jī)的運行情況不變，但總電流變小，這樣就可以相應(yīng)地減少線路的損耗（焦耳熱），提高變壓器的輸出效率，這也是供電局要求用戶提高功率因數(shù)的原因。
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