发电机电动势都是三相对称的，但三相负荷电流不可能完全平衡。A、B、C三相电流幅值不相等，相位差不再是120°。不平衡的三相电流在电力系统发电机、输电线和变压器的漏抗上产生三相不对称的电压降，因而使电力系统节点三相电压不对称，这又导致该节点上连接的三相平衡、对称的负荷（其三相阻抗对称）其三相电流也不平衡。电力系统三相电流不平衡、三相节点电压不对称，严重时可能危害电力设备的安全运行。由于电力系统中出现三相电压不对称都是因三相负荷不平衡电流流过系统阻抗引起的，因此只有对不平衡的三相负荷电流进行补偿，才能使电网线路的供电电压三相对称。
图5-33示出了一个三相不平衡的负荷，三相电流幅值不相等，相位差不是120°。如果在负荷电压节点上设置一个三相不平衡的无功补偿器，三相补偿支路为数值不同的电容容抗-jXC=-j/ωC或电感感抗jXL=jωL，容性补偿电流
，
超前电压
，BC=ωC为正值电纳，当补偿电流为电感L感性电流
，I·qc滞后
，电纳BL=-1/XL=-1/ωL为负值。对三相不平衡的各相负荷进行不同的补偿，就能使电网线路上的三相的电流iA、iB、iC被补偿到三相电流幅值相等、相位差120°。图5-34为图5-33中三相电压电流相量。
图5-33 负载三相不衡补偿主电路
图5-34 三相电压相量图
图5-33中如果三相不平衡负载三角形联结，AB、BC、CA相间的三相平衡的负荷电流分别为
、
、
，形成三相负荷线路不平衡电流为
、
、
，三相不平衡的补偿器在AB、BC、CA相之间的三个不平衡的补偿支路（电感或电容）的电纳B分别为BqAB、BqBC、BqCA，产生三相不平衡的补偿电流
、
、
，线补偿后三相线路电流为
利用对称分量法分析图5-33中各电流的正序和负序电流分量（三相三线系统中无零序电流）可以证明，只要按式（5-104）、式（5-105）、式（5-106）设计补偿器支路的电纳BqAB、BqBC、BqCA，则补偿器既能补偿三相不平衡负荷中的逆序电流，又能补偿三相负荷中的正序无功电流，使经补偿后的输电线路的三相电流I·A、I·B、I·C仅为三相对称的有功电流。
式中，
；
；
表示取电流相量I·的虚部电流，如
是
相量的虚部电流，
是相量
的虚部电流。
图5-35a给出了一个算例。图中，负荷A-B支路阻抗为电阻R和感抗XL并联的感性阻抗，B-C支路和C-A支路均开路，负载三相严重不平衡，由图5-33、图5-34和图5-35a可得(www.xing528.com)
由式（5-104）、式（5-105）、式（5-106）得到补偿器各支路电纳为
根据前面对Bq的定义：Bq为正表示补偿支路为容性电抗，Bq为负则表示补偿支路为感性电抗，所以这时图5-35a中AB补偿支路应为容抗-jXC，BC补偿支路应为容抗
，CA补偿支路应为感抗
。将负荷支路与补偿支路合并，可得到图5-35b、c所示的补偿后的线路电流IA、IB、IC和功率P。由图5-35c及图5-34中的
、
、
C，可得到
因此按式（5-104）、式（5-105）、式（5-106）设计补偿器可使供电电源线路三相电流平衡（幅值相等，都是I=V/R，相差120°），且等效负荷变为三相平衡的电阻（有功）负荷。
读者应注意到，在图5-34和图5-35中并联在电网上的阻抗型补偿器的等值感性或容性电抗（或电纳）其值应随三相负荷的不平衡阻抗的改变而改变。补偿支路的可变感性或容性电抗（电纳）可采用本章5.2节中的晶闸管阻抗型静止无功补偿器实现。
图5-3 5三相负载不平衡补偿示例
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