1. 電壓與無功補(bǔ)償
電壓顧名思義就是電(力)的壓力。在電壓的作用下電能從電源端傳輸?shù)接脩舳?，?qū)動(dòng)用電設(shè)備工作。
交流電力系統(tǒng)需要電源供給兩部分能量，一部分將用于作功而被消耗掉，這部分電能將轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、光能、熱能或化學(xué)能，我們稱為“有功功率”。另一部分能量是用來建立磁場，用于交換能量使用的，對于外部電路它并沒有作功，由電能轉(zhuǎn)換為磁能，再由磁能轉(zhuǎn)換為電能，周而復(fù)始，并沒有消耗，這部分能量我們稱為“無功功率”，無功是相對于有功而言，不能說無功是無用之功，沒有這部分功率，就不能建立感應(yīng)磁場，電動(dòng)機(jī)、變壓器等設(shè)備就不能運(yùn)轉(zhuǎn)。在電力系統(tǒng)中，除了負(fù)荷無功功率外，變壓器和線路的電抗上也需要大量無功功率。
2. 電壓水平與無功功率補(bǔ)償
當(dāng)輸電線路或變壓器傳輸功率時(shí)，電流將在線路或變壓器阻抗上產(chǎn)生電壓損耗，下面以一條輸電線路為例來分析這個(gè)問題。一段輸電線路的單相等值電路，其中R、X分別為一相的電阻和等值電抗，U1、U2為首未端相電壓，I為線路中流過的相電流。
一般說來，在超高壓電網(wǎng)的線路、變壓器的等值電路中，電抗的數(shù)值比電阻大得多。所以無功功率對電壓損耗的影響很大，而有功功率對電壓損耗的影響則要小得多。因此，可以得出結(jié)論，在電力系統(tǒng)中，無功功率是造成電壓損耗的主要因素。
由電壓損耗表達(dá)式DU = (PR QX)/U可知，要改變電壓損耗有兩種辦法。
（1）改變元件的電阻；
（2）改變元件的電抗，都能起到改變電壓損耗的作用。
可采取的一種辦法是增大導(dǎo)線截面減小電阻以減小電壓損耗，這種辦法在負(fù)荷功率因數(shù)較高、原有導(dǎo)線截面偏小的配電線路中比較有效。適宜負(fù)荷不斷增加的農(nóng)村地區(qū)采用。
而電網(wǎng)中用的最多的辦法是減少線路中的電抗，在超高壓輸電線路中廣泛采用的分裂導(dǎo)線就可以明顯降低線路的電抗。
2.1 無功功率補(bǔ)償概念
當(dāng)今電廠受水、環(huán)保等多方面的制約，它的位置越來越遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，即使建在靠近負(fù)荷點(diǎn)，由于單機(jī)容量越來越大，發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)也越來越高，這樣，電網(wǎng)實(shí)際接受的無功功率就越來越少，單靠發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電網(wǎng)對無功功率的需要，必須配置各種無功功率補(bǔ)償裝置。
例如：目前北京地區(qū)有功負(fù)荷的2/3電力要從山西、內(nèi)蒙、河北等地遠(yuǎn)距離用超高壓500kV線路送來，為了能接受到這么多的有功功率，必須在北京地區(qū)負(fù)荷中心裝設(shè)相應(yīng)數(shù)量的無功功率補(bǔ)償電力設(shè)施(一般為1kW的有功電力配1kvar的無功電力補(bǔ)償設(shè)施)。
2.2 無功功率就地補(bǔ)償?shù)母拍?br />
無功補(bǔ)償裝置的分布，首先要考慮調(diào)壓的要求，滿足電網(wǎng)電壓質(zhì)量指標(biāo)。同時(shí)，也要避免無功功率在電網(wǎng)內(nèi)的長距離傳輸，減少電網(wǎng)的電壓損耗和功率損耗。無功功率補(bǔ)償?shù)脑瓌t是做到無功功率分層分區(qū)平衡，就是要做到哪里有無功負(fù)荷就在那里安裝無功補(bǔ)償裝置。這既是經(jīng)濟(jì)上的需要，也是無功電力特征所必需的，如果不這樣做，就達(dá)不到最佳補(bǔ)償?shù)哪康?，解決不了無功電力就地平衡的問題。
2.3 無功功率平衡的概念
如同有功功率平衡一樣，電力系統(tǒng)的無功功率在每一刻也必須保持平衡。
在電力系統(tǒng)中，頻率與有功功率是一對統(tǒng)一體，當(dāng)有功負(fù)荷與有功電源出力相平衡時(shí)，頻率就正常，達(dá)到額定值50Hz，而當(dāng)有功負(fù)荷大于有功出力時(shí)，頻率就下降，反之，頻率就會上升。電壓與無功功率也和頻率與有功功率一樣，是一對對立的統(tǒng)一體。當(dāng)無功負(fù)荷與無功出力相平衡時(shí)，電壓就正常，達(dá)到額定值，而當(dāng)無功負(fù)荷大于無功出力時(shí)，電壓就下降，反之，電壓就會上升。
3 .各種無功補(bǔ)償設(shè)備及補(bǔ)償方式
下面我們介紹各種無功功率補(bǔ)償設(shè)備及補(bǔ)償方式。
3.1 并聯(lián)電容器
作為無功補(bǔ)償設(shè)備，電容器有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：
①電容器是最經(jīng)濟(jì)的設(shè)備。它的一次性投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較低，且安裝調(diào)試簡單。
②電容器的損耗低，效率高?，F(xiàn)代電容器的損耗只有本身容量的0.02%左右。調(diào)相機(jī)除了本身的損耗外，其附屬設(shè)備還需用一定的所用電，損耗2%～30%，大大高于電容器。
③電容器是靜止設(shè)備，運(yùn)行維護(hù)簡單，沒有噪音。調(diào)相機(jī)為旋轉(zhuǎn)電機(jī)，運(yùn)行維護(hù)很復(fù)雜。
④電容器的應(yīng)用范圍廣，可以集中安裝在中心變電站，也可以分散安裝在配電系統(tǒng)和廠礦用戶。而調(diào)相機(jī)則只能固定安裝在中心變電站，應(yīng)用有較大的局限。
并聯(lián)電容器是電網(wǎng)中用得最多的一種無功功率補(bǔ)償設(shè)備，目前國內(nèi)外電力系統(tǒng)中90%的無功補(bǔ)償設(shè)備是并聯(lián)電容器。
3.2 并聯(lián)電抗器
并聯(lián)電抗器是一種感性無功補(bǔ)償設(shè)備，它可以吸收系統(tǒng)中過剩的無功功率，避免電網(wǎng)運(yùn)行電壓過高。
為了防止超高壓線路空載或輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，線路的充電功率造成線路電壓升高，一般裝設(shè)并聯(lián)電抗器吸收線路的充電功率，同時(shí)，并聯(lián)電抗器也用來限制由于突然甩負(fù)荷或接地故障引起的過電壓從而危及系統(tǒng)的絕緣。
并聯(lián)電抗器可以直接接到超高壓(275kV及以上)線路上，其優(yōu)點(diǎn)是：可以限制高壓線路的過電壓，與中性點(diǎn)小電抗配合，有利于超高壓長距離輸電線路單相重合閘過程中故障相的消弧，從而提高單相重合閘的成功率。高壓電抗器本身損耗小，但造價(jià)較高。并聯(lián)電抗器也可以接到低壓側(cè)或變壓器三次側(cè)，有干式的和油浸的兩種，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)較低，操作方便。從發(fā)展趨勢看，更多的將采用高壓電抗器。
大型并聯(lián)電抗器的技術(shù)、結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)與大型電力變壓器類似，也有單相和三相，心式和殼式之分，心式還可以分為帶間隙柱的和空心式的，目前我國制造的高壓大容量并聯(lián)電抗器只采用心式結(jié)構(gòu)。
心式電抗器的結(jié)構(gòu)與心式變壓器類似，但是只有一個(gè)繞組，在磁路中加入間隙以保證不飽和，維持線性。