如何通过补偿提高电源与用电器的能效？

实验7-30：把一个58W的荧光灯通过无补偿电容器的电感线圈（镇流器）接到230V、50Hz的电源上，测量其电流与功率。如图7-90所示，把一个约7μF的补偿电容器C_K并联到电感线圈与荧光灯的串联电路上。

随着电容器的接入，电流消耗下降，功率表指示的有效功率不变。

在荧光灯与电感线圈串联电路中既有有效功率，又有无功（感抗）功率，接入电容器的容抗功率（图7-91）。感抗功率与容抗功率的相位差为90°，因此，电路中总的无功功率减小。在有功功率相等的情况下，电网中的视在功率和电流都将减小。

图7-90 实验电路荧光灯有补偿

图7-91 补偿的功率矢量图

感抗功率通过容抗功率的平衡称为补偿。

容抗功率：

式中 P——有效功率；(www.xing528.com)

Q_L——感抗功率；

Q_C——容抗功率；

φ₁——无补偿时的相位角；

φ₂——有补偿时的相位角。

由于有电感线圈的无功功率存在，因此电源、导线和输电设备也成为了附加负载（图7-92a）。如图7-92b所示，通过补偿可以减少电源与用电器及补偿设备之间往返的无功功率。

无功功率的补偿可以减小有功功率P与视在功率S之间的相位差φ，因此提高了有效功率因数cosφ。

当补偿到cosφ=1时，无功功率的绝大部分只存在于用电器与补偿设备之间（图7-92b）。为补偿所必需的无功功率按图7-91所示的功率矢量图来获取。

图7-92 无功功率的补偿