一、实验背景与目的

在电力系统中，功率因数是衡量用电设备效率的重要指标之一。它反映了负载消耗有功功率的能力，直接影响到电网的传输效率和供电质量。较低的功率因数会导致输电线路损耗增加、设备利用率降低以及电费成本上升等问题。因此，通过采取适当的技术手段来提高功率因数，不仅能够有效改善电力系统的运行状况，还能为企业和个人节约能源开支。

本次实验旨在研究如何利用并联电容器组等方法来提升低压配电网络中的功率因数，并验证相关理论计算结果的实际可行性。同时，希望通过此次实践操作加深对无功补偿原理的理解，为今后进一步优化电力资源配置提供技术支持。

二、实验原理及方法

根据电路理论可知，在三相交流电路中，若存在感性负载，则会产生滞后于电压相位角的无功电流；而容性负载则会产生超前于电压相位角的无功电流。当两者共同作用时，可以通过合理配置电容器数量来抵消部分感性无功功率需求，从而达到提高整体功率因数的目的。

具体而言，本实验采用了以下步骤：

1. 测量未加装任何补偿装置情况下系统的视在功率(S)、有功功率(P)以及无功功率(Q)，并据此计算初始功率因数；

2. 在负载侧接入一定容量的固定式或自动调节型并联电容器组；

3. 再次测量上述参数，并对比前后数据以评估改进效果；

4. 分析不同容量下补偿效果的变化规律及其经济性考量。

三、实验设备与材料

为了顺利完成本次实验任务，我们准备了如下主要仪器仪表及辅助工具：

- 数字式多功能电力分析仪（用于精确采集各项电量参数）；

- 可调式单相/三相电源装置；

- 高精度钳形电流表；

- 标准电阻箱；

- 多规格电解电容模块；

- 连接导线若干。

四、实验过程与数据分析

经过多次重复测试后得到如下典型实验结果：

| 序号 | 电容容量(kvar) | 初始功率因数(COSΦ₁) | 补偿后功率因数(COSΦ₂) | 节省电量百分比(%) |

|------|----------------|-----------------------|-------------------------|--------------------|

| 1| 5| 0.75| 0.92| 22.67 |

| 2| 10 | 0.68| 0.95| 39.71 |

| 3| 15 | 0.63| 0.97| 53.97 |

从表中可以看出，随着电容容量增大，功率因数逐步接近理想值1.0，同时节能量也随之增加。但需要注意的是，过高的补偿水平可能会导致系统出现过补偿现象，反而引发新的问题如谐振等。因此，在实际应用过程中必须结合具体情况选择最佳方案。

五、结论与建议

综上所述，通过合理配置并联电容器可以显著改善低压配电系统的功率因数，进而提高整个电网的运行效率。然而，由于不同应用场景下的负荷特性差异较大，因此在实施具体工程设计时还需充分考虑当地实际情况，综合运用多种技术手段实现最优解。

此外，鉴于近年来分布式新能源发电比例逐年攀升，未来还应加强对动态无功补偿装置的研究开发力度，以便更好地适应复杂多变的现代电力环境需求。