1目前在无功补偿容量确定中存在的问题
在配电工程设计时需要合理地确定补偿容量。如果容量确定不合理，将会降低补偿效果，缩短设备的使用寿命，使用户在经济上遭受损失。
企业所需无功容量的大小为
)(21??βtg tg P Q c aw c -= （1）
式中c P ---由变配电所供电的月最大有功功率
aw β---月平均负载率
1?---补偿前的功率因数角
2?---补偿后的功率因数角
在实际配电工程设计时一般都采用经验系数，即
b c W K Q β= （2）
式中b W ---配变容量
βK ---经验系数
许多设计单位设计时都将βK 值取为变压器容量的1/3左右（负
载率为70%-80%）。其中补偿降压变压器励磁无功功率和漏抗无功损失之和为h c W Q %)12~%8(=，补偿供电区尖峰无功负荷为 W h 左右。
无论采用式（1），还是经验系数法来确定补偿容量，都是以把用户功率因数提高到0.9~0.95为标准。有理论分析可知当功率因数超过0.95时，功率因数值随电容量增加的曲线趋于平缓，如图1表示。因此，功率因数值越接近1，投资效益比越低，再增加补偿容量是不经济的。但是，理论分析忽略了电容器容量衰减造成补偿容量下降所
引起的经济损失，在实际应用中并不合理。
00.20.40.60.8 1.0 1.2
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.800.85
0.90
0.95
1.00
)/(c aw c P Q K β=
图1 功率容量与功率因数关系曲线
那么无功补偿的合理容量应如何确定呢？笔者认为在计算时应综合考虑电容容量下降所带来的影响，留有一定的裕度，以求获得最佳经济效益。
2 合理补偿容量的确定
现在低压无功补偿一般均采用干式自愈式并联电容器。与油侵式电容器相比，这种电容具有体积小、无泄漏等许多优点，但缺点是寿命较短。因为自愈式电容其介质采用单层聚丙烯膜，表面蒸镀了一层2cos ?
很薄的金属作为导电极。电容自愈时，金属化镀层面积消失约几毫米直径。由于存在自愈过程，电容器容量会不断减少。进口电容寿命一般约为8-10年，国内生产的大约为6-8年。
早期镀层金属采用A1，运行中电容的容量下降很快。后来采用稳定性相对较好的Zn-A1合金，合边缘加厚等新技术，电容器使用中容量的衰减大大减小。但在实际使用中，由于受使用环境、负载情况等各方面因素的影响，据调查每年容量的下降达5%左右，如果长期满负荷运行或电网谐波干扰大时，甚至超过10%。即使是少数采用稳定性的Zn-Ag合金的电容器，受使用条件的影响，每年容量仍会有不同程度的衰减。如果设计时不考虑容量衰减带来的影响，补偿柜在使用一段时间后就会出现补偿容量不够的情况。由于容量衰减是一个动态的过程，用户对于是否更换，何时更换电容很难把握。
因此，设计时应增加一定的裕度以抵消电容量带来的影响。从实际使用情况来看，一般需增10%左右的容量。而综合考虑电容使用寿命和容量的下降率，增加的裕度也不宜过大，否则投入太大，会降低综合经济效益。
同时，自使用经验系数法时，按1/3的变压器来确定无功补偿容量在许多情况下存在欠补偿情况。在调查了数十家不同类型的企业后发现，取值范围一般在0.2-0.6之间。就大多数企业（80%左右）而言，正常情况下，
K值需要取0.3-0.4，功率因数才能达到《供电营
β
业规则》规定的0.9要求。而少数使用电平车等电机轻负装备的企业，
K值可达0.5-0.6左右。因此，（2）中βK值至少应取0.4才能满足实β
际补偿的需要。
综上所诉，如果采用经验系数法计算补偿容量，合理的经验系数应为6.0~5.0)4.0~35.0(5.15.1'=?==ββK K 。对于少数负载率低或感性负荷小的用户，4.025.05.1'=?=βK 。即如果是400KVA 的变压器，补偿容量应为160-240Kvar 。如果采用式（1）计算的补偿容量，也相应增加50%的容量裕度。这样首先可以使功率因数在电容器使用寿命期内保成稳定，及时每年电容量有所衰减，由于留有一定的裕度，因此仍能保持充足的补偿容量，避免由于欠补偿或频繁更换电容器带来的经济损失；其次，由于运行时电容可以循环切换，电容实际运行时间减少，衰减程度降低使用寿命可以大大延长，综合经济效益明显增加，仍以上述水暖器材厂为例，如果采用200Kvar 的补偿容量（10组20 Kvar 电容），初期增加投资约3000余元。运行时一般投入7组电容，循环切换而增加的效益，仅少交的力率电费一项，一年就达1万余元。
3结论
（1）由于电容存在容量衰减问题，在设计时需增加一定的裕度来抵消电容量衰减的影响，一般可在设计时增加50%的容量。
（2）在采用经验系数法计算时按照1/3的变压器容量确定补偿容量明显偏小，一般需按40%的变压器容量来选取，同时根据负载情况不同有所增减，综合考虑增加的裕度，设计时βK 应取0.4-0.6。
变电站无功补偿电容器容量计算 变电站无功补偿电容器容量计算 侯广松山东菏泽供电公司（274016） 摘要：该文探讨了变电站在进行无功补偿电容器建设时确定补偿容量的计算方法。 关键词：变电站；补偿容量；设计 合理进行无功补偿是保证电压质量和电网稳定运行的必要手段，对提高输送能力和降低电网损耗具有重要意义，2004年8月24日国家电网公司下发的《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》要求220kV变电站“补偿容量按照主变压器容量的10%-25%配置”，35kV~110kV变电站“按主变压器容量的10%~30%配置”，具体计算方法没有明确指出。现以我公司220kV单城变电站扩建增设无功补偿电容器为例进行探讨。 1、变电站基本情况 220kV单城站在系统中的位置如图1，220kV鱼台站接入济宁电网与山东省电网相联。该站1999年建成投运，一期一台主变容量150MV A，未装设无功补偿设备，作为“提高输送能力”的一项措施，2005年加装无功补偿电容器。 图1 系统接线示意图 2、计算补偿容量的不同方法 依据《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》要求，由不同角度计算可得出不同的容量要求。 （1）按最高负荷时变压器高压侧功率因数不低于0.95计算。220kV单城站#1主变压器高压侧最高负荷 Smax=P+Q=108.5+j67.2 功率因数
补偿容量 (1) (2)按补偿主变压器无功损耗计算 单城站#1主变参数及110kV 侧、35kV 侧负荷见表1。 空载漏磁无功损耗 额定负载漏磁功率 (3) (2) (4)
变压器无功损耗 (5) 补偿容量QC=ΔQT=16.04 MVar （3）按各种运行方式下电压合格计算 无功负荷变化引起母线电压的变化量与变电站在电网中所处的位置有关，计算较为复杂，最好使用某种软件进行计算分析。 以电力系统分析综合程序PSASP分析知，220kV白单线开环时单城站220kV母线电压最低，达208.5kV（见图2），安装电容器后应保证该方式下电压满足UN+7-3%的要求，即单城站220kV母线电压应在213.4kV及以上。 补偿后的潮流图如图3。 由图3知，在单城站35kV母线增加15.9MVar的无功电源可使单城站220kV母线电压满足下限要求。即
无功补偿容量计算 Prepared on 22 November 2020
一、无功补偿装置介绍 现在市场上的无功补偿装置主要分为固定电容器组、分组投切电容器组、有载调压式电容器组、SVC和SVG。下面介绍下各种补偿装置的特点。 1)固定电容器组。其特点是价格便宜，运行方式简单，投切间隔时间长。但它对于补偿变化的无功功率效果不好，因为它只能选择全部无功补偿投入或全部无功补偿切出，从而可能造成从补偿不足直接补偿到过补偿，且投切间隔时间长无法满足对电压稳定的要求。而由于光照强度是不停变化的，利用光伏发电的光伏场发出的电能也跟着光伏能力的变化而不断变化，因此固定电容器组不适应光伏场的要求，不建议光伏项目中的无功补偿选用固定电容器组。 2)分组投切电容器组。分组投切电容器组和固定电容器组的区别主要是将电容器组分为几组，在需要时逐组投入或切出电容器。但它仍然存在投切间隔时间长的问题，且分的组数较少，一般为2～3组（分的组数多了，投资和占地太大），仍有过补偿的可能。因此分组投切电容器组适用于电力系统较坚强、对相应速度要求较低的场所。 3)有载调压式电容器组。有载调压式电容器组和固定电容器组的区别主要是在电容器组前加上了一台有载调压主变。根据公式Q=2πfCU2可知，电容器组产生的无功功率和端电压的平方成正比，故调节电容器组端电压可以调节电容器组产生的无功功率。有载调压式电容器组的投切间隔时间大大缩短，由原来的几分钟缩短为几秒钟。且有载调压主变档位较多，一般为8～10档，每档的补偿无功功率不大，过补偿的可能性较小。因此分组投切电容器组适用于电力系统对光伏场要求一般的场所。
按照不同的补偿对象，无功补偿容量有不同的计算方法。 （1）按照功率因数的提高计算 对需要补偿的负载，补偿前后的电压、负载从电网取用的电流矢量关系图如图3.7所示： I 2r I 1 补偿前功率因数1cos ?,补偿后功率因数2cos ?，补偿前后的平均有功功率为 P ，则需要补偿的无功功率容量 )t a n (t a n 21? ?-=P Q 补偿 （3.1） 由于负载功率因数的增加，会使电网给负载供电的线路上的损耗下降， 线损的下降率 %100)cos (3)cos (3)cos ( 3%21 122 2211?-= ?R I R I R I P a a a ???线损 %100)c o s c o s (1221??? ? ???-=?? （3.2） 式中R 为负载侧等值系统阻抗的电阻值。 （2）按母线运行电压的提高计算 ①高压侧无功补偿 无功补偿装置直接在高压侧母线补偿，系统等值示意图如图3.8所示： 图3.7 电流矢量图
P+jQ 补偿 图中， S U、U分别是系统电压和负载侧电压；jX R+是系统等值阻抗（不 含主变压器高低压绕组阻抗）；jQ P+是负载功率， 补偿 jQ是高压侧无功补偿容 量； 1 U、 2 U分别是补偿装置投入前后的母线电压。 无功补偿装置投入前后，系统电压、母线电压的量值存在如下关系： 无功补偿装置投入前 1 1U QX PR U U S + + ≈ 无功补偿装置投入后 2 2 ) ( U X Q Q PR U U S 补偿 - + + ≈ 所以 2 1 2U X Q U U补偿 ≈ -（3.3） 所以母线高压侧无功补偿容量 ) ( 1 2 2U U X U Q- = 补偿 （3.4） ②主变压器低压侧无功补偿 无功补偿装置在主变压器的低压侧进行无功补偿，系统等值示意图如图3.9所示： P+jQ 补偿 图3.8 系统等值示意图
电气设备无功补偿装置的选用 无功补偿应本着全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡的原则确定最优的补偿容量和分布方式，具体内容如下： (1)总体的无功平衡与局部的无功平衡相结合。既要满足供电网的总无功需求，又要满足分线、分站的变电站及各用户无功平衡。 (2)集中补偿与分散补偿相结合。以分散补偿为主，这就要求在负荷集中的点进行补偿，既要在变电站进行大容量集中补偿，又要在配电线路、配电变压器和用电设备处进行分散补偿，使无功就地平衡，减少变压器和线路的损耗。 (3)高压补偿与低压补偿相结合。以低压补偿为主，电气设备高压无功补偿装置应装设在变压器的主要负荷侧，当不具备条件时，可装设在变压器的第三绕组侧，高压侧无负荷时，不得在高压侧装设补偿装置。 (4)降损与调压相结合。以降损为主，兼顾调压。这是针对供电半径较长，分支较多，负荷比较分散，自然功率因数低的线路。这种线路负荷率低，线路的供电变压器多工作在空载或轻载的工况下，线路损失大，若对此线路进行补偿，可明显提高线路的供电能力。 电气设备无功补偿装置容量的确定 2.1低压集中补偿 配电网的无功补偿以配电变压器低压的集中补偿为主，以高压补偿为辅，电气设备配电变压器无功补偿装置的容量如果无法了解负荷的工作情况及系统参数，可按变压器最大负荷率为75%，负荷功率
因数为0.70考虑，补偿到变压器最大负荷时其高压侧的功率因数不低于0.95，或按变压器容量的20%～40%进行配置。 用户对功率因数有特殊要求时，可选择合适的补偿容量使功率因数达到用户的要求值。 2.2电动机定补 按照电动机的空载电流确定电动机的定补容量，电气设备电动机的空载电流约占额定电流的25%～40%。为了防止电机退出运行时产生自激过电压，电动机的补偿容量一般不应大于电动机的空载无功，通常取QC=(0.95～0.98)UeI0 对于排灌电动机等所带机械负荷轴惯性较大的电机，补偿容量可适当加大，大于电机空载无功负荷，但要小于额定无功负荷。对于排灌用普通电机，可按下式确定补偿容量：QC=(0.5～0.6)Pe(kvar) 2.3随器补偿 电气设备变压器在轻载及空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功。 Q0=I0%Se×10-2(kvar) 随器补偿只能补偿配变的空载无功Q0。如果在补偿容量大于变压器的空载无功时，则在配变接近空载时会造成过补偿，易产生铁磁谐振。因此推荐选用的补偿容量为QC=(0.95～0.98)Q0
配电变压器低压侧无功补偿容量选择 为了提高功率因数，减少电能损耗，增强供电能力，在农网改造中，应对100kVA及以上配电变压器在低压侧安装 容量为配变额定容量8%左右的补偿电容器进行无功补偿。但许多人认为按配电变压器容量的8%配置补偿容量太 小，不足以补偿低压侧所有的无功负荷，配变高压侧功率因数提高不大。其实，这是一种误解，因为配变低压侧无 功补偿，作用仅限于减少变压器本身及以上配电网的功率损耗，凡是向负荷输送的无功功率，由于仍然要经过低压 线路的电阻和电抗，配电线路上产生的功率损耗并未减少。所以，配变低压侧无功补偿容量选择过大是无益的。而 只有采取配变低压侧补偿和用户端就地补偿相结合的补偿方式才可以在提高功率因数的同时，减少低压线路损耗， 取得最佳的经济效益。 配变低压侧补偿容量过大不但不经济，而且在变压器空载运行时，或者负荷较轻时，还会造成过补偿，使功率 因数角超前、无功功率向电力系统倒送和电源电压升高。 功率因数角超前的坏处是： (1)电容器与电源仍有无功功率交换，同样减少电源的有功出力。 (2)网络因传输容性无功功率，仍会造成有功损耗。 (3)白白耗费了电容器的设备投资。 另外，如补偿电容过大，当电源缺相时有可能发生铁磁谐振过电压，烧毁电容器和变压器。 所以，配变低压侧补偿容量过大不但不经济，而且还会影响设备的安全运行。 根据以上分析，配变低压侧集中无功补偿根据功率因数的需求选择不科学，补偿容量不应过大。为了防止发生 过补偿现象，配变低压侧无功补偿原则为：其补偿容量不应超过配变的无功功率。 变压器总的无功功率：Qb=Qb0+QbH·(S/Se)2 Qb=[I0%/100+Ud%/100·(S/Se)2]·Se(1) 式中Qb0-变压器空载无功功率，kvar QbH-变压器满载无功功率，kvar I0%-变压器空载电流百分数
北极星主页 | 旧版 | 电力运营 | 电信运营 | 工业控制 | 电子技术 | 仪器仪表 | 大学院校 | 科研院所 | 协会学会新闻中心| 技术天地| 企业搜索| 产品中心| 商务信息| 人才招聘| 期刊媒体| 行业展会| 热点专题| 论坛| 博客| 高级搜索 帐号 密码 个人用户注册企业免费注册 能源工程 ENERGY ENGINEERING 2003年第1卷第1期 工矿企业无功补偿技术及其管理要求 方云翔 （浙江信息工程学校，湖州 313000）
摘要：分析了工矿企业采用无功补偿技术的必要性，介绍了无功补偿方式的确定及补偿容量的计算方法，并论述了加强无功补偿装置管理、提高运行效率应注意的问题。 关键词：无功补偿；技术管理；工矿企业 1 前言 供电部门在向用电单位（以下简称用户）输送的三相交流功率中，包括有功功率和无功功率两部分。将电能转换成机械能、热能、光能等那一部分功率叫有功功率，用户应按期向供电部门交纳所用有功电度的电费；无功功率为建立磁场而存在并未做功，所以供电部门不能向用户收取无功电度电费，但无功功率在输变电过程中要造成大量线路损耗和电压损失，占用输变电设备的容量，降低了设备利用率。因此，供电部门对输送给用户的无功功率实行限制，制订了功率因数标准，采用经济手段———功率因数调整电费对用户进行考核。用户功率因数低于考核标准，调整电费是正值，用户除了交纳正常电费之外，还要增加支付调整电费（功率因数罚款）；用户功率因数高于考核标准，调整电费是负值，用户可以从正常电费中减去调整电费（功率因数奖励）。 用电设备如变压器、交流电动机、荧光灯电感式镇流器等均是电感性负荷，绝大多数用户的自然功率因数低于考核标准，都要采取一些措施进行无功补偿来提高功率因数。安装移相电力电容器是广大用户无功补偿的首选方案。 2 无功补偿的经济意义 2．1 提高输变电设备的利用率 有功功率
1无功补偿作用： 提高变压器利用率，降低损耗、提高功率因数，避免罚款争取奖励。2型号示意 设计时：估算根据变压器容量估算补偿容量：变压器30%左右；计算负载有功功率，估算补偿前功率因数，确定补偿后达到的功率因数，根据无功补偿系数表查询数据，计算出所需补偿（比较准确）。 改造时：断掉现有补偿，记录、监测：有功功率、功率因数（补偿前），取得数据后，确定补偿后功率因数，查询无功补偿系数表，计算达到补偿后功率因数需要的补偿容量。 以上的到的补偿容量均为计算容量，即所需补偿的实际输出容量，而实际电容器输出容量和额定容量不是一致的。额定容量即安装电容器在电容器标注的额定电压下的容量，如450V电容器额定容量30kVar，指电容器在450V下输出30kVar，而实际在400V系统下，此电容器输出容量为30*（400*400/450*450）=23.7,如果实际电容端电压只有380V，输出只有21kVar。 （公式： Qc＝2×π×f×C×U×U；当电源频率f＝50HZ、π＝3.14时，则简化为： Qc＝0.314×C×U×U (Qc＝千乏，C＝μF)）
带电抗时考虑电抗影响，实际输出容量（Qc）与安装容量（Qe），计算系数为，带7%电抗（额定电压480V）时，Qc=0.746Qe，带14%电抗（额定电压525V）时，Qc=0.675Qe，为确保容量配置足够，根据此公式计算所需安装电容补偿容量Qe。 附-无功补偿容量补偿表
根据上述计算容量，计算容量为补偿所需输出容量，根据输出容量计算出安装容量，为最后所需配置的补偿容量。一般配置补偿容量要求加一定裕量，1.2倍左右配置最佳。
无功补偿和变压器的容量选择 摘要合理的无功就地补偿和选择变压器容量可以降低损耗，提高系统运行的经济性，是电力需求侧管理的重要内容。本文将二者有效结合，推导了最经济运行的公式，通过简单迭代来确定无功就地补偿容量和变压器容量的选择。算例证明了其效果。 关键词无功补偿变压器容量最佳负载率无功补偿和变压器的容量选择 Planning of Reactive Compensation and Transformer Capacity Abstract: Rational planning of local reactive compensation and transformer capacity is very important for demand side management to reduce power losses and improve the economical power system operation. The best economical formulas are deduced through connection of the both. The capacity determination of local reactive compensation and the rational transformer capacity can be got through simple iteration. Examples are presented to show the effectiveness. Keywords: reactive compensation transformer capacity optimal load coefficient 1 前言 电力市场的开放使电力需求侧管理越来越受到关注。电力需求侧管理指的是电力公司采取有效的激励和诱导措施以及适宜的运作方式，与用户共同协力提高终端用电效率，改变用电方式，为减少电量消耗和电力需求所进行的管理活动。其主要目标是节约电力，减少装机，提高环境质量；节约电量、减少消耗，提高电力公司的经济效益和市场竞争力。鼓励用户进行无功补偿和合理选择变压器的容量是需求侧管理的重要内容。大用户的无功补偿可有效的降低有功网损同时也可降低对变压器的容量要求：合理选择变压器容量可提高用电效率。本文对用户侧变压器最佳容量选择和最佳无功补偿进行了研究。 2 最佳变压器容量的选择 变压器损耗在系统损耗中占有重要一部分，特别是在配电网中，变压器损耗约占整个线损的50%以上，如何降低变压器损耗是电力公司必须面临的问题，也
无功补偿电容器运行特性参数选取 1 电力电容器及其主要特性参数 电力电容器是无功补偿装置的主要部件。随着技术进步和工艺更新,纸介质电容器已被 自愈式电容器所取代,自愈式电容器采用在电介质中两面蒸镀金属体为电极,其最大的改进是电容器在电介质局部击穿时其绝缘具有自然恢复性能,即电介质局部击穿时,击穿处附近的金属涂层将熔化和气化并形成空洞,由此虽然会造成极板面积减少使电容C 及相应无功功率有所下降,但不影响电容器正常运行。 自愈式电容器主要特性参数有额定电压、电容、无功功率。 1. 1 额定电压 《自愈式低电压并联电容器》第3. 2 条规定“电容器额定电压优先值如 下0. 23 ,0. 4 ,0. 525 及0. 69 kV。”电容器额定电压选取一般比电气设备额定运行电压高5 %。 1. 2 电容 电容器的电容是极板上的电荷相对于极板间电压的比值,该值与极板面积、极板间绝缘 厚度和绝缘介质的介电系数有关, 其计算式为C = 1 4πε× S D 式中ε为极板间绝缘介质的介电系数; S 为电容器极板面积; D 为电容器绝缘层厚度。 在上式中,电容C 数值与电压无直接关系, C 值似乎仅取决于电容器极板面积和绝缘介质,但这只是电容器未接网投运时的静态状况;接网投运后,由于电介质局部击穿造成极板面积减少从而会影响到电容C 数值降低,因此运行过程中, 电容C 是个逐年衰减下降的变量,其衰减速度取决于运行电压状况和自身稳态过电压能力。出厂电容器的电容值定义为静态电 容。一般,投运后第一年电容值下降率应在2 %以内,第二年至第五年电容值下降率应在1 %～ 2 % ,第五年后因电介质老化,电容值将加速下降,当电容值下降至出厂时的85 %以下,可认为该电容器寿命期结束。 1. 3 无功功率 在交流电路中,无功功率QC = UI sinφ由于电容器电介质损耗角极小,φ= 90°,所以sin φ= 1 ,则无功功率QC = UI =ωCU2 ×10 - 3 = 2πf CU2 ×10 - 3 (μF) ,从该式可见,电容器无功功率不仅取决于电容C ,而且还与电源频率f 、端电压U 直接相关,电容器额定无功功率的准确定义应是标准频率下外接额定电压时静态电容C 所对应的无功率。接网投运后电容器所输出实际无功功率能否达到标定容量,则需视运行电压状况。当电网电压低于电容器额定电压时,电容器所输出的无功功率将小于标定值。因此如果电容器额定电压选择偏高,电容器实际运行电压长期低于额定值,很可能因电容器无功出力低于设计值造成电网无功短 缺。 2 无功补偿电容装置参数的选取误区 无功补偿装置在进行设计选型及设备订货时,提供给厂家的参数往往仅是电容补偿柜型 号和无功功率数值,而电容器额定电压及静态电容值这两个重要参数常被忽略。由于电容器 生产厂家对产品安装处电压状况不甚了解,在产品设计时往往侧重于降低产品生产成本和减 少电介质局部击穿,所选取的电容器额定电压往往高于国家标准推荐值,这样做对电网运行的无功补偿效果会造成什么影响对电网建设投资又会引起什么变化呢可通过以下案例进行 分析。 例如某台10 0. 4 kV 变压器,按照功率因数0. 9 的运行要求,需在变压器低压侧进行集中 无功补偿,经计算需补偿无功功率100 kvar ,如果按额定电压U = 450 V 配置电容器,根据QC=ωCU2 ×10 - 3 计算,电容器组的静态电容值C 为1 572μF ,接入电网后在运行电压U =400 V 的状态下,该电容器实际向电网提供的无功功率QC 为79 kvar ,补偿效果仅达预期的79 %。反之,在上述条件下,要想保证实际补偿效果为100 kvar ,则至少需配置电容器无功功率为127 kvar ,也就意味着设备投资需要增加27 %。中山市2004 年变压器增加898 台,合计容量近60 万kvar ,按30 %补偿率计需补偿无功功率近18 万kvar 。
在无功补偿领域，我们经常会问的一句话是：电容器容量是多少？ 这里的“容量”又指电容器的额定容量，其实是指电容器的功率，单位用kvar（千乏）来表示。 专业知识普及 从下面这个公式可以看出电容器的功率与电压的关系： Q=2πfCU2 Q表示电容器的功率，单位var f表示系统频率，50Hz/60Hz C为电容器容量，单位uF(微法） U表示系统电压，单位kV(千伏） 由上面表达式可以看出，电容器的功率与施加到电容器两端 的电压平方成正比。 每一只电容器都有一个参数叫做额定电压，对应额定电压则有一个额定功率。 例如：选择电压为450V，额定功率为30kvar的电容器。 问1：当额定电压为450V，额定功率为30kvar的电容器，用在400V 系统中，其输出功率为多少呢？ 这就是我们经常碰到的问题，电容器的额定电压都是高于系统的额定电压的。
通过上面的公式，我们可以很快算出来： Q400=Q450×（4002/4502） =30×（4002/4502） ≈23.7 kvar 问2：为什么要选择额定电压高于系统电压的电容器呢？ 电容器经受过电压危害时将快速损坏。为了保障电容器的运行安全，需要选择额定电压大于系统电压的电容器。 到这个阶段我们知道了，如果无功补偿支路设计为纯电容器的话，无功补偿支路的输出功率要根据电容器的额定电压和系统电压进行折算。这也就是我们常说的安装功率（安装容量）和输出功率（输出容量）。 安装功率常指电容器的额定功率； 输出功率常指电容器在系统电压下的实际输出功率。 参照上面举例，我们可以知道：将额定电压为450V，30kvar的电容器应用于400V无功补偿系统，则此系统安装容量为30kvar，其输出容量为23.7kvar。 问3：当电容器串联电抗后，电容器与电抗器组成的补偿支路功率是多少呢？
【摘要】由于110kv变电站中巨大部分的负荷都产生于异步电动机，所以异步电动机在运行的时候，需要耗费很多无功功率，根据就地补偿原则分析，必须在变电位置中装置无功功率装置。此种变电设计中一般使用断路的顺利运行。在经济发展的带动下，电力行业得到了快速发展，本文主要对变电站设计中无功补偿容量计算和选型思考的构建进行分析，介绍了在不同情况下无功效补偿容量的方法，并针对性的提出一些无功补偿容量方案，希望可以给变电行业的研究提供参考。 【关键词】变电站无功补偿容量配置方案 1 110kv变电站加装无功补偿装置后的重要性 为了保证电力系统在负荷集中区域电压的稳定，除了让电力系统中无功电源产生的无功功率和无功负荷及无功损耗平衡，还应该备用无功功率电源。无功补偿的合理设置，既可以稳定电网功率因素，减少供电变电和输送线路产生的损耗，还可以稳定电网和电源端使用的电压，对供电质量的提升具有很大作用，同时还减少了施工成本。反之，将会出现供电系统电压不稳定、谐波增大等多种伤害。进行无功补偿装置电网设计的时候，必须按照全面规划、分层分区补偿等原则，合理确定补偿容量和分布配置方式。 2 无功补偿容量的计算和检验 无功补偿装置的种类非常多，根据《电力系统电压和无功电力技术原则》，现阶段，变电站无功补偿装置通常使用并联电容组。下面根据不同要求和作用针对性的提出两种对无功补偿容量计算的方法： 2.1 将110kv母线功率因素作为原则计算补偿容量 根据《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》和电网配置中的相关要求发现，110kv变电站使用的无功补偿容量必须按照主变容量的20%左右进行配置，而且将变电器高压部分的因数控制在0.95以上了，低谷负荷功率因数不能高于0.95，系统轻负荷发生时，110kv 以下变电站的电缆线路如果非常复杂，可以切除电容组，切除后依然出现系统侧送无功功率，可以在变电站中、低压母线等位置安装并联电容器。 通常情况下，直接供电的公用变电所，最大容性无功量就是母线负荷所补偿的最大容性无功量和主变压器补偿的最大容性之和，表示方式如下所示： q=q1+q2（q表示变电站安装的最大容性无功量；q1表示负荷需要补偿的最大容性无功量；q2表示主变压器需要补偿的最大容性无功量。负荷需要的最大容性无功量如下式所示：（其中p表示母线最大有功负荷；表示补偿前最大功率因素角；表示补偿后最小功率因素角。 主变压器产生的最大容性无功量如下式所示： 其中ud代表进行补偿的变压器一侧电压百分数值；im表示母线完成装设补偿后，使用变压器得到的一侧最大负电流数值；id代表变压器需要进行补偿时，一侧额定电流数值（a）；io表示变压器空载电流百分数值；se表示变压器需要补偿时，额定电量（kva）。 2.2 按照变电器输出的恒定电压对无功补偿容量进行选择 使用110kv的用户都必须使用专用的变电站而且都是两绕变压器，如果负荷电压不能满足要求，就必须进行横调压。无功补偿电容中最小容量按小负荷退出，进行最大负荷选择时，可以根据电压比决定，简而言之，在最小负荷时，将变压器电压比k数值确定出来，然后分别得出高侧分接头电压：其中，表示最小负荷对高压侧母线电压的计算；是最小低压绕组额定电压；表示用户需要的母线电压。根据相关分析得出，分接头电压数值选取与分接头比较类似。k=（1+接头值）×u1n/u2n，其中u1n表示高压接头绕组产生的额定电压。补充容量可以表示为： 其中表示最大负荷算到高压侧低压母线电压；x表示电源侧等值电抗；表示需要最大负
没目标数值怎么计算？ 若以有功负载1KW，功率因数从0.7提高到0.95时，无功补偿电容量： 功率因数从0.7提高到0.95时： 总功率为1KW，视在功率： S＝P/cosφ＝1/0.7≈1.4(KVA) cosφ1＝0.7 sinφ1＝0.71(查函数表得) cosφ2＝0.95 sinφ2＝0.32(查函数表得) tanφ＝0.35(查函数表得) Qc＝S(sinφ1－cosφ1×tanφ)＝1.4×(0.71－0.7×0.35)≈0.65(千乏) 电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90℃.而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压90℃.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理. 计算示例 例如：某配电的一台1000KVA/400V的变压器，当前变压器满负荷运行时的功率因数cosφ =0.75， 现在需要安装动补装置，要求将功率因数提高到0.95，那么补偿装置的容量值多大？在负荷不变的前提下安装动补装置后的增容量为多少？若电网传输及负载压降按5%计算，其每小时的节电量为多少？ 补偿前补偿装置容量= [sin〔1/cos0.75〕－sin〔1/cos0.95〕]×1000=350〔KVAR〕安装动补装置前的视在电流= 1000/〔0.4×√3〕=1443〔A〕 安装动补装置前的有功电流= 1443×0.75=1082〔A〕 安装动补装置后视在电流降低=1443-1082/0.92=304 〔A〕 安装动补装置后的增容量= 304×√3×0.4=211〔KVA〕 增容比= 211/1000×100%=21% 每小时的节电量〔304 ×400 ×5% ×√3 ×1 〕 /1000=11 (度) 每小时的节电量(度)
电容补偿柜的电容容量如何计算 电容补偿柜的电容容量如何计算?（此文章讲的很透彻，很好的一篇文章）电网中由于有大功率电机的存在，使得其总体呈感性，所以常常在电网中引入大功率无功补偿器（其实就是大电容），使电网近似于纯阻性，Kvar就常用在这作为无功补偿电容器的容量的单位。 补偿电容器：主要用于低压电网提高功率因数，减少线路损耗，改善电能质量 电容器容量的换算公式为（指三相补偿电容器）： Q=√3×U×I ; I＝×C×U/√3 ; C=Q/×U×U) 上式中Q为补偿容量，单位为(Kvar)，U为额定运行电压，单位为(KV)，I为补偿电流，单位为(A)，C为电容值，单位为(F)。式中＝2πf/1000。 1. 例如：一补偿电容铭牌如下: 型号: , 3: 三相补偿电容器; 额定电压:; 额定容量:10Kvar ; 额定频率:50Hz ; 额定电容:199uF (指总电容器量，即相当于3个电容器的容量)。额定电流: 代入上面的公式，计算，结果相符合。 2. 200KVA变压器无功补偿柜匹配电容多少最合理? 一般来说,对于电动机类型的功率负荷,补偿量约为40%,对于综合配电变压器,补偿量约为20%. 如果知道未补偿前的功率因数,那么根据公式即可以算出具体的补偿量。 3. 例如：有电机12台，的电机4台，11KW的电机2台，500型电焊机15台，由于有用电高峰和低谷，在低谷时动力可下降30%，我现在用无功补偿柜里的电容器有4块14Kvar的，6块40Kvar的。据说匹配不合理，怎么样才能匹配合理。另外补偿器的读数在多少时最合适时没有罚款有奖励。 一般来说,配电变压器的无功补偿容量约为变压器容量的20%～40%，对于200KVA的配电变压器,补偿量约为40Kvar～80Kvar。准确计算无功补偿容量比较复杂，且负荷多经常变化，计算出来也无太大意义。一般设计人员以30%来估算，即选取60Kvar为最大补偿容量，也就是安装容量。电容器补的太少，起不到多大作用，需要从网上吸收无功，功率因数会很低，计费的无功电能表要“走字”，记录正向无功；电容器补的太多，要向网上送无功，网上也是不需要的，计费的无功电能表也要“走字”，记录反向无功；供电企业在月底计算电费时，是将正
电动机无功补偿容量的选择及注意事项 浙江省宁海县供电局高补林 采用低压静电电容器，在对感应电动机进行无功补偿时．准确、合理地选择补偿容量，可以最大限度地减少系统中流过的无功功率，降低电能的损耗，提高电压质量。目前，我们对城关公用低压线路上的感应电动机，普遍推行无功就地补偿，以减少公用线路日益上升的线损，我局已作为技改措施计划落实。 1 容量选择 1．l 单台三相电动机补偿容量，应把电动机空载时的功率因数补偿至1为原则、若以满载时耗用的无功功率作为补偿依据，空载时必为过补偿。因此，补偿容量按下式计算： （1） 式中U——电动机的额定电压kV I0——电动机的空载电流 A Q——无功补偿容量kvar 1．2 补偿容量的校正。当电网的实际运行电压低于电容器的额定电压，则电容器输出容量达不到额定值，应按下式进行校正。校正后为实际应补偿的容量： Q′=K2Q （2） 式中U eB——电容器的额定电压 U L——电网的代表日均方根电压值 1．3 对电动机组的补偿，应根据其行业的特点，确定需要系数及同期率，然后由（1）、（2）式求得补偿容量。 2 运行时注意事项 2．l 正常巡视电容器的运行情况，如发现有外壳鼓涨、漏油、绝缘放电及温升过高等情况．应及时处理，以防止事故扩大。
2．2在实际运行中，尤其是用电低谷，网络的电压将大大上升，当电网电压超过电容的额定电压的10％时，或电容器电流超过额定电流的1．3倍时，电容器应退出运行。 2.3补偿电容器一定要装设放电装置，放电装置按附图接线，运行时，K1闭合。放电时，K2闭合。放电回路不得装设熔丝。 2．4 低压电容器的保护可采用刀闸开关与低压熔断器或空气开关相配合的办法。 10KV线路变压器及电动机无功补偿 1．怎样进行无功补偿 应采取就地平衡的原则，使电网任一时刻无功总出力（含无功补偿）与无功总负荷（含无功总损耗）保持平衡。某供电局已实现了变电所的集中补偿，本文不再涉及，仅就10KV线路，配变与电动机的补偿加以讨论。 （1）10KV配电线路的无功补偿： 某供电局在每条10KV配电线路上安装1～2处高压无功自动补偿装置，补偿容量按线路配变总容量的10％掌握。某供电局公用配变容量为40500KVA，需补偿无功容量约为4000KVAR，约需资金55万元。经计算，安装一处时，宜将无功自动补偿装置安装在距线路首端的2／3线路长度处。安装两处时，第一处安装在距线路首端的2／5线路长度处，另一处安装在距线路首端的4／5线路长度处，各处容量为线路总补偿容量的一半。具体安装时，还应考虑便于操作、维护和检修工作等。 （2）配电变压器的无功补偿：
1、无功补偿需求量计算公式： 补偿前：有功功率：P 1= S 1 *COS 1 ? 有功功率：Q 1= S 1 *SIN 1 ? 补偿后：有功功率不变，功率因数提升至COS 2 ?， 则补偿后视在功率为：S 2= P 1 /COS 2 ?= S 1 *COS 1 ?/COS 2 ? 补偿后的无功功率为：Q 2= S 2 *SIN 2 ? = S 1 *COS 1 ?*SIN 2 ?/COS 2 ? 补偿前后的无功差值即为补偿容量，则需求的补偿容量为： Q=Q 1- Q 2 = S 1*( SIN 1 ?-COS 1 ?*SIN 2 ?/COS 2 ?) = S 1*COS 1 ?*(1 1 1 2 - ? COS —1 1 2 2 - ? COS ) 其中：S 1-----补偿前视在功率；P 1 -----补偿前有功功率 Q 1-----补偿前无功功率；COS 1 ?-----补偿前功率因数 S 2-----补偿后视在功率；P 2 -----补偿后有功功率 Q 2-----补偿后无功功率；COS 2 ?-----补偿后功率因数
2、据此公式计算，如果需要将功率因数提升至0.9，在30%无功补偿情况下，起始功率因数为： Q=S*COS 1?*(1112-?COS —112 2-?COS ) 其中Q=S*30%，则： 0.3= COS 1?* (111 2-?COS —19.012-) COS 1?=0.749 即：当起始功率因数为0.749时，在补偿量为30%的情况下，可以将功率因数正好提升至0.9。 3、据此公式计算，如果需要将功率因数提升至0.9，在40%无功补偿情况下，起始功率因数为： Q=S*COS 1?*(1112-?COS —112 2-?COS ) 其中Q=S*40%，则： 0.4= COS 1?* (111 2-?COS —19.012-) COS 1?=0.683 即：当起始功率因数为0.683时，在补偿量为40%的情况下，可以将功率因数正好提升至0.9。
《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》 第一章总则 第一条为保证电压质量和电网稳定运行，提高电网运行的经济效益，根据《中华人民共和国电力法》等国家有关法律法规、《电力系统安全稳定导则》、信息来源：《电力系统电压和无功电力技术导则》、《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》等相关技术标准和管理规定，特制定本技术原则。 第二条国家电网公司各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户均应遵守本技术原则。 第二章无功补偿配置的基本原则 第三条电力系统配置的无功补偿装置应能保证在系统有功负荷高峰和负荷低谷运行方式下，分（电压）层和分（供电）区的无功平衡。分（电压）层无功平衡的重点是220kV 及以上电压等级层面的无功平衡，分（供电）区就地平衡的重点是110kV及以下配电系统的无功平衡。无功补偿配置应根据电网情况，实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合，电网补偿与用户补偿相结合，高压补偿与低压补偿相结合，满足降损和调压的需要。 第四条各级电网应避免通过输电线路远距离输送无功电力。500（330）kV电压等级系统与下一级系统之间不应有大量的无功电力交换。500（330）kV电压等级超高压输电线路的充电功率应按照就地补偿的原则采用高、低压并联电抗器基本予以补偿。 第五条受端系统应有足够的无功备用容量。当受端系统存在电压稳定问题时，应通过技术经济比较，考虑在受端系统的枢纽变电站配置动态无功补偿装置。 第六条各电压等级的变电站应结合电网规划和电源建设，合理配置适当规模、类型的无功补偿装置。所装设的无功补偿装置应不引起系统谐波明显放大，并应避免大量的无功电力穿越变压器。35kV～220kV变电站，在主变最大负荷时，其高压侧功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。 第七条对于大量采用10kV～220kV电缆线路的城市电网，在新建110kV及以上电压等级的变电站时，应根据电缆进、出线情况在相关变电站分散配置适当容量的感性无功补偿装置。 第八条35kV及以上电压等级的变电站，主变压器高压侧应具备双向有功功率和无功功
如何根据电力变压器容量选择无功补偿电容器的大小 怎样正确选用电力电容器，如下几点供用户参考： 1、用户购买电力电容器最好直接到生产厂家或由生产厂家授权的代理商处购买，这样防止购买假冒伪劣的产品。 2、用户在选用电力电容器时，应注意电力电容器的产品外观是否完整，有无碰损，及生产厂家的名牌、厂址、质保卡、合格证、说明书等是否齐全。（厂名不全，如“威斯康电气公司”就是厂名不全，齐全的厂名应如“上海威斯康电气有限公司”。通讯地址等不详的产品，用户最好不要购买，以防发生意外事故。）购买前最好与生厂厂家联系证实一下产品售后服务等情况。 3、用户在购买电力电容器时，还应注意标牌上的各种数据：如额定电量KVAR、电容量uf、电流是否对，最好用UF表测量一下，用兆欧表测一下绝缘电阻，生产成套装置的厂家有条件的话可抽查耐压是否符合国家标准。 用户购买电力电容器时，不能只讲究价格便宜，俗话说“便宜没好货、好货不便宜”。一般电容器产品的价格差异是基于其成本的高低。如原材料的优劣：制造电力电容器的电容膜，有铝膜与锌铝膜两种，两者的价格相差很大，用锌铝膜制造的电容器相对成本高，当然质量也不同。此外，电容膜的优质一等品与二等品的价格不同，质量也不同。因此，用户在购买电容器时，价格是次要的，产品的质量才是最重要的。 4、安装使 用电力电容器，安全可靠的方法是：安装之前，将每台电力电容器测量后，将产品序号做好纪录，再依次安装。值得注意的一点，生产成套装置的厂家应考虑到电容补偿柜的运输问题。如果将电容器安装好后运输，很容易造成电容器因运输途中的路面颠簸而碰撞损坏（特别是容量大的电容器因其自身高度和重量，最易因此受到损坏）。方便而有效的解决办法是：在起始点对电容补偿柜装上电容器进行测试后，将电容补偿柜（空柜）和电力电容器分开运输，直到最终目的地（直接用户处）再进行安装。 用户只要对电力电容器选用得当，可为企业提高经济效益，为设备运行与人身财产提供安全的保证。 二、对环境的原因直接影响到电力电容器的寿命。电压过高与冲击电流对电力电容器是致命损害。所以选用电力电容器时，应向生产厂家提供下列几点情况，这样生产厂家可为用户生产专用的电容器。 1、电力电容器设计温度标准45℃，超过45℃对电容器影响很大。（如上海虹桥机场国内候机楼配电房，其里面温度比外界的自然温度高出许多，普通电容器被封闭在柜子里，温度则更高。导致电容器在高温状态下发热过度，引起膨胀、漏液。而
无功补偿装置容量怎么计算？ 大家都知道，专变用户在消耗电网有功的时候，如果消耗有功功率较少，消耗无功功率较大，直接导致功率因数过低。功率因数低除了用户的力率调整电费受到影响，对电网也会造成危害。因此无功功率对供电系统和负载的运行都是十分重要的。 大部分用户的负载元件的阻抗基本都是呈感性，感性负载消耗的无功只能从电网中获取，显然就加大电网的损耗。解决的方式就是就地平衡无功，加装无功补偿装置。那么无功补偿装置的容量应该怎样计算呢？ 本文主要介绍两种无功补偿装置容量的计算方法 ① 给功率因数低的用户计算无功补偿 ② 对新增客户配置无功补偿装置 01 计算公式 公式中： P：实际的有功功率； Q1：没有加装无功补偿之前的无功功率； Q2：并联无功补偿运行之后的无功功率； Qj：需要补偿的无功功率； 案例： 假设某专变用户的变压器容量是630KVA，功率因数每个月均为0.6左右，导致该用户的力率调整电费被考核，现需要将功率因数提高到0.9左右，需要配置多大的无功补偿装置？
目前市场上的无功补偿装置容量规格有100、134、150、167、200、234、250、267、300、334、350、367、400、434、450、467、500、534、550、567、600等几种，因此加装334kvar自动投切装置比较合理。 02 对于新增加的负荷，简单来讲是不知道没有无功装置时的功率因数，通常来讲用情况一的方法是没有办法计算的，因为缺少一个已知参数。因此，这就需要我们引入一个经验值。 对于专变用户而言，供电局一般规定功率因数达到0.9才不被考核，而同一台630kW 的变压器，用户的实际负荷不同，配置的无功补偿装置也是不一样的。通常情况下，我们取变压器容量的30-40%。 案例： 假设某新增加专变用户的变压器容量是630kVA，需要配置多大的无功补偿装置？ 如果电机负载比重不大 Q=S×30%=630(kVA)×30%=189kvar 加装200kvar自动投切装置比较合理 如果电机负载比重较大 Q=S×40%=630(kVA)×40%=252kvar 加装250kvar自动投切装置比较合理 以上为个人肤浅的介绍，基本是按照低压侧补偿的方式。实际无功补偿装置的配置与计算较为复杂，负荷性质千千万万，不能一概而论。精确的配置需要详细计算每个单
并联电容器无功补偿及其正确使用 异步电动机的无功就地补偿技术，近些年来得到推广应用。就地补偿方式的主要优点是：所需设备少，投资少，运行可靠，维护方便，特别对单机容量较大，运行时间长，距离电源较远的电动机更为适用。它对减少企业电能损失，提高电压质量有重大意义。采用并联电容器进行无功补偿，其主要作用是：1、补偿无功功率，提高功率因数；2、提高设备出力；3、降低功率损耗和电能损失；4、改善电压质量。一般工矿企业要求功率因数必须大于0.9，为提高功率因数常采用变电所集中补偿和就地补偿或两者结合使用。无功补偿容量按下式计算：Q=P（tgθ1—tgθ2），其中tgθ1、tgθ2为补偿前后的正切值，在补偿前后，由于有功功率不变，有功功率损耗值也无改变，但是，无功功率发生了变化，由Q降低为Q—Q C,故通过输、变配、用电设备有效电阻R时，有功功率的损耗由降低为ΔP2Q，所以并联电容器补偿的经济当量为K C=ΔP1Q—ΔP2Q=[Q2/U2*10-3—（Q-Q C）2/U2*R*10-3]/ Q C=（2Q- Q C）/ U2Q（2- Q C/Q）=ΔP1Q/Q（2- Q C/Q），可见采取并联电容器补偿的经济当量的大小取决于补偿容量与无功功率的比值。并且还表明，K C与两个因素有关：一是与ΔP1Q/Q成正比，二是与（2- Q C/Q）成正比。由于Q C可大可小，从自身效益和社会效益整体来考虑，多少合适，这是一个值得研究的问题。（1）、当Q C《Q时，2- Q C/Q≈2，这种情况等于没有补偿，谈不上降低有功功率的损耗。（2）、当Q C≈Q 时，2- Q C/Q≈1，这种情况等于全补偿，因负荷的变化，有时会出现