无功补偿电抗器和电容器的配合

无功补偿元件的选型与应用电容电抗无功补偿是电力系统中的一项重要技术，通过补偿系统的无功功率，可以提高电力系统的功率因数，减少传输损耗，改善电压质量，提高系统的稳定性和运行效率。

其中，无功补偿元件在无功补偿系统中起着至关重要的作用，选型合适的无功补偿元件对于实现系统的无功补偿效果至关重要。

本文将就无功补偿元件的选型与应用电容电抗展开论述。

一、电容器与电抗器的作用与特点电容器和电抗器是无功补偿中常用的两种元件，它们在电力系统中具有各自独特的作用与特点。

1. 电容器的作用与特点电容器是一种能够提供无功功率的无源元件，其主要作用是通过供给感性无功功率来补偿系统中所需要的容性无功功率。

其特点如下：（1）电容器对系统的电压有一定的提高作用，可以改善供电电压质量。

（2）电容器可以提供快速的无功功率响应，对于电压波动较大的电力系统特别适用。

（3）电容器的无功功率消耗低，效率高，对于降低系统的无功功率损耗有明显的作用。

2. 电抗器的作用与特点电抗器是一种能够吸收无功功率的支路元件，其主要作用是通过消耗容性无功功率来补偿系统中所需要的感性无功功率。

其特点如下：（1）电抗器可以阻碍无功功率的传输，减少无功功率的流动。

（2）电抗器可以起到稳压作用，抑制电压的过高或过低；同时，也可以减轻电压波动对系统的影响。

（3）电抗器的无功功率消耗较大，效率相对较低，但其信号响应时间短，对电压波动有较好的抑制作用。

二、无功补偿元件的选型原则在进行无功补偿系统设计时，正确选型无功补偿元件是确保系统性能的关键一步。

以下是无功补偿元件选型的原则：1. 功率匹配原则无功补偿元件选型时，应根据系统的无功功率需要进行功率匹配。

对于容性无功功率，应选用电容器进行补偿；对于感性无功功率，应选用电抗器进行补偿。

2. 频率适应原则无功补偿元件的选型应考虑其在系统频率下的特性参数，确保其与系统频率相匹配。

一般情况下，无功补偿元件的频率适应范围应在±0.5%之内。

调谐型无功补偿的电容器和电抗器的基础知识一、电容器的基本概念1、电容器容值计算：F μ（单位：）电容器的容量计算公式为：60.088510r sC bξ-=⨯式中：C F μ--2电容量（） ；s--电极有效面积（cm ）；b--介质厚度（cm）r ξ--介质的相对介电系数（矿物性绝缘油：3.5 4.5； 合成绝缘油：57） 1）、由公式得出结论：⑴、电容器一旦制作完成其容值是确定的，其电容器电容值偏差范围为： ①、国家标准的调整偏差范围：－5～＋10%；②、一般厂家允许偏差：0～＋3% (维持在正偏差范围内)；⑵、电容器的容值（μF ）只与介质的相对介电系数、电极的有效面积、介质厚度有关，而与系统的电压、电流、容量没有直接关系，一旦生产制作完成了，一个标定电容的容值就确定了，除了有正常偏差外，这个容值是不会发生变化的，如果在常态条件下，容值有明显变化，说明该电容器制作质量有问题。

2）、使用环境：电容器一般使用在周围环境空气温度为－40℃～＋40℃的场所，安装地区海拔高度不超过1000米，对于低电压并联电容器可用在海拔高度2000米以下。

3）、电容器的工作电压和电流的要求：在使用时不得超过1.1倍额定电压和1.3倍额定电流。

4）、三相电容器的容值测试和计算方法：（测试仪器：采用胜利6243万用掌上电桥进行测试）①、测量三相电容器时，要将电容器三个接线端子中的两个端子短接，然后轮流一一测定为短接接线端子与短接的两端子间的电容量，根据电容器的接法不同，如下图算出所测电容器的电容量。

②、三相电容器电容量的测定方法③、△接法电容器电容量计算方法④、Y 接法电容器电容量计算方法2、电容器容抗的公式 Ω（单位：）112C X c fc ωπ==式中：C X ——容抗（Ω） ω——角频率（rad/s ）f ——电网频率（Hz ）3、电容器的标称容抗计算：2310cnC cU X Q =⨯式中：kVar kV ----C e Q 电容容量（）U 电容器额定电压（）例如：30KVar 450V 电容器，计算其容抗为：230.4510 6.7530C X =⨯=Ω4、电容器容量 k Var （单位：）232221020.314C CC ee e Q Q Q fcu C fU U ππ=⨯⇒==式中：C----电容器容值（μF ） u e ---电容器的额定电压（V ）kVar kV ----C e Q 电容容量（）U 电容器额定电压（）由公式得出结论：⑴、 电容器在超出1.1倍额定电压和1.3倍额定电流的情况下，会处于明显的超载状态，其温度、噪声、绝缘等都会加速损坏或老化，电容器将会影响正常使用。

无功补偿装置的作用及工作原理无功补偿装置是用于改善电力系统无功功率的设备，其作用是提高电力系统的功率因数，降低无功功率的流动以减少电力系统的无用能量损耗、提高系统的供电质量以及稳定运行。

无功补偿装置通常是由无功补偿电容器或者无功补偿电抗器构成，根据电力系统需要的补偿类型安装相应的补偿装置。

无功补偿装置的工作原理主要基于电流和电压之间的相位差。

功率因数是电流和电压之间相位差的函数，当电流和电压的相位差为零时，功率因数为1，这时电力系统处于纯阻性负载状态，所有的电能都被有效地转换为有用功。

然而，在现实情况下，电力系统中通常存在着诸如感性负载和容性负载等非纯阻性负载，导致电流和电压之间存在一定的相位差，功率因数小于1、当电流的相位落后于电压相位时，这被称为感性载荷，而当电流的相位超前于电压相位时，这被称为容性负载。

1.无功补偿电容器补偿：电容器具有存储能量的特性，当电容器与电力系统并联时，它可以吸收电流中的无功功率。

当系统的功率因数较低时，通过将无功补偿电容器与系统并联，可以吸收电流中的无功功率，并提高功率因数。

电容器通过补偿无功功率，降低系统中的无功损耗，提高电力系统的效率。

2.无功补偿电抗器补偿：电抗器和电容器相反，它消耗无功功率。

当系统的功率因数过高时，通过将无功补偿电抗器与系统并联，可以消耗电流中的无功功率，并提高功率因数。

电抗器通过消耗无功功率，减少系统中的无功损耗，提高电力系统的效率。

无功补偿装置通常使用自动补偿装置来监测系统的功率因数，并根据实际需求控制补偿装置的投入和退出。

当系统的功率因数较低时，自动补偿装置会投入补偿电容器来提高功率因数；当系统的功率因数较高时，自动补偿装置会退出补偿电容器，防止系统过补偿，从而实现自动无功补偿。

总而言之，无功补偿装置通过调整电流和电压之间的相位差来提高功率因数，降低系统的无功功率流动，减少无用能量损耗，并保证电力系统的稳定运行。

无功补偿装置的应用可以提高电力系统的供电质量，减少系统的能耗，对于提高电力系统的效率和可靠性具有重要作用。

无功补偿的多种方式及各自的优缺点有哪些无功补偿是指通过投入无功功率来改善电力系统的功率因数和电压质量。

无功补偿的多种方式根据实现的方法和装置的种类，可以分为静态无功补偿和动态无功补偿。

下面将对这两种方式及其各自的优缺点进行详细说明。

静态无功补偿常见的方式有电容补偿、电抗补偿和混合补偿等。

电容补偿主要通过并联接入电容器的方式进行，它能够提高电力系统的功率因数，提高电源的容量利用效率，减小线路功率损耗，并改善电压的稳定性。

电容补偿的优点有：1.无需响应时间，能实现快速无功补偿；2.功率因数改善明显，系统稳定性较好；3.维护成本低，装置体积小；4.可靠性高，寿命长。

但电容补偿也存在一些缺点：1.稳态补偿效果受负荷变化的影响较大；2.补偿效果受谐波干扰的限制；3.对电源电压波动敏感，需配合电压调整设备。

电抗补偿主要通过串联电抗器的方式实现，它能够提高电力系统的电压质量，改善电网稳定性，减小潮流损耗，提高电能质量。

电抗补偿的优点有：1.对电源电压波动不敏感，较适合对电力系统进行长距离补偿；2.补偿稳态性能好，可适用于任意负荷；3.能抵抗系统谐波干扰。

电抗补偿的缺点是：1.响应速度较慢，不能实现快速的动态无功补偿；2.在低频部分容易产生谐振问题；3.需要较大的设备体积和投资成本。

混合补偿通常综合了电容补偿和电抗补偿的优点，通过同时串联接入电容器和并联接入电抗器的方式进行补偿。

混合补偿的优点有：1.能够综合利用电容补偿和电抗补偿的优点，使补偿效果更好；2.适用于各种负荷类型和负荷变化的场合；3.能够抑制谐波，提高电压质量；4.稳态和动态补偿效果均较好。

混合补偿的缺点是：1.需要更大的设备容量，增加了投资成本；2.响应时间相对较长。

动态无功补偿是指通过高速的开关装置来实现无功功率的补偿。

常见的动态无功补偿装置包括静态无功发生器(SVG)、静止补偿装置(SSC)和可变补偿器(VSC)等。

动态无功补偿的优点有：1.响应速度极快，可以实现毫秒级的无功补偿；2.能够实现连续调整补偿功率，适应负荷变化；3.能够抑制谐波，提高电压质量；4.对电源电压波动不敏感。

无功补偿ck比值计算方法我们需要了解无功补偿ck比值的定义。

无功补偿ck比值是指电容器和电抗器在无功补偿中所起作用的比例关系。

根据无功补偿ck比值的不同，无功补偿可以分为电容器补偿和电抗器补偿。

当ck比值为正时，电容器补偿起主要作用；当ck比值为负时，电抗器补偿起主要作用。

接下来，我们将介绍无功补偿ck比值的具体计算方法。

无功补偿ck比值的计算公式如下：ck比值 = (Qc - Qd) / Qd其中，Qc表示电容器补偿的无功功率，Qd表示电抗器补偿的无功功率。

在实际计算中，我们可以通过测量电容器和电抗器的无功功率来得到这两个值。

对于电容器补偿，我们可以通过测量电容器的电流和电压来计算其无功功率。

电容器的无功功率可以表示为：Qc = √3 * Uc * Ic * sin(φc)其中，Uc表示电容器的电压，Ic表示电容器的电流，φc表示电容器的功率因数。

然后，对于电抗器补偿，我们可以通过测量电抗器的电流和电压来计算其无功功率。

电抗器的无功功率可以表示为：Qd = √3 * Ud *Id * sin(φd)其中，Ud表示电抗器的电压，Id表示电抗器的电流，φd表示电抗器的功率因数。

将Qc和Qd代入无功补偿ck比值的计算公式中，即可得到无功补偿ck比值。

除了通过测量得到Qc和Qd来计算ck比值，还可以通过进行仿真计算来得到ck比值。

在仿真计算中，我们可以根据电力系统的参数和负荷情况，模拟电容器和电抗器的无功功率，然后代入ck比值的计算公式中进行计算。

无功补偿ck比值的计算方法是通过测量或仿真得到电容器补偿和电抗器补偿的无功功率，然后代入ck比值的计算公式中进行计算。

通过计算得到的ck比值可以用来评价无功补偿的效果，为电力系统的运行和调节提供重要参考。

希望本文能够帮助读者更好地理解无功补偿ck比值的计算方法，并在实际应用中发挥作用。

同时，也希望读者能够深入学习和研究无功补偿的相关知识，为电力系统的优化和提高做出贡献。

低压配电并联电容器补偿回路所串电抗器的合理选择前言在笔者所接触的低压配电施工图中，发现施工图中有一个共性，那就是配电变压器低压侧母线上均接入无功补偿电容器柜。

但令人费解的是，所串电抗器无任何规格要求，无技术参数的注明，只是在图中画了一个电抗器的符号而已。

而所标电容器的容量，也只是电容器铭牌容量而已，实际运行时，最大能补偿多少无功功率，也不得而知。

应引起注意的是，电抗器与电容器不能随意组合，它要根据所处低压电网负荷情况，变压器容量，用电设备的性质，所产生谐波的种类及各次谐波含量，应要进行谐波测量后，才能对症下药，决定电抗器如何选择。

但往往是低压配电与电容补偿同期进行，根本无法先进行谐波测量，然后进行电抗器的选择。

退一步说，即使电网投入运行，进行谐波测量，但用电设备是变动的，电网结构也是变化的，造成谐波的次数及大小有其随意性，复杂性。

因此正确选用电容器所用的串联电抗器也成为疑难问题，这无疑是一个比较复杂的系统工程，不是随便一个电抗器的符号或口头说明要加电抗器那么简单了。

不得随意配合，否则适得其反，造成谐波放大，严重时会引发谐振，危及电容器及系统安全，而且浪费了投资。

有鉴于此，笔者对如何正确选用电容器串联电抗器的问题，将本人研究的一点心得，撰写成文，以候教于高明。

电力系统谐波分析及谐波危害电力系统产生谐波的原因主要是用电设备的非线性特点。

所谓非线性，即所施电压与其通过的电流非线性关系。

例如变压器的励磁回路，当变压器的铁芯过饱和时，励磁曲线是非正弦的。

当电压为正弦波时，励磁电流为非正弦波，即尖顶波，它含有各次谐波。

非线性负载的还有各种整流装置，电力机车的整流设备，电弧炼钢炉，EPS UPS及各种逆变器等。

目前办公室里电子设备很多，这里存在开关电源及整流装置，其电流成分也包含有各次谐波，另外办公场所日光灯及车间内各种照明用的气体放电灯，它们也是谐波电流的制造者。

日光灯铁芯镇流器及过电压运行的电机也是谐波制造者。

无功补偿柜工作原理
无功补偿柜是一种用于改善电力系统功率因数的设备，它能够有效地提高电网
的功率因数，减少无用功率的损耗，提高电网的稳定性和可靠性。

那么，无功补偿柜是如何工作的呢？接下来我们将详细介绍其工作原理。

无功补偿柜主要由电容器、电抗器、接触器、保护装置等组成。

当电网中存在
电感性负载时，会导致电网的功率因数较低，这时无功补偿柜就能发挥作用了。

在正常情况下，电容器和电抗器不会同时工作，它们会根据电网的负载情况自动切换工作状态。

当电网负载中存在较多电感性负载时，功率因数较低，此时无功补偿柜会通过
控制系统自动投入电容器组，电容器组会产生等量的无功电流，与电感性负载的无功电流相抵消，从而提高了电网的功率因数。

而当电网负载中存在较多电容性负载时，功率因数较高，此时无功补偿柜会通
过控制系统自动投入电抗器组，电抗器组会产生等量的无功电流，与电容性负载的无功电流相抵消，从而调整了电网的功率因数。

此外，无功补偿柜还具有过载保护、短路保护、过压保护等功能，能够有效地
保护设备和电网的安全稳定运行。

总的来说，无功补偿柜通过自动控制电容器和电抗器的工作状态，根据电网负
载情况实现动态无功补偿，从而提高了电网的功率因数，减少了无用功率的损耗，提高了电网的稳定性和可靠性。

通过本文的介绍，相信大家对无功补偿柜的工作原理有了更深入的了解。

无功
补偿柜在电力系统中扮演着重要的角色，它的应用能够有效地改善电网的功率因数，提高电网的运行效率，降低能源损耗，是电力系统中不可或缺的设备之一。

电容器和电抗器的无功补偿原理
防涌流如：阻尼电抗器2 调谐-谐振点调至204HZ或者是189HZ 或者133HZ通常有6%、7%、14%电抗器3 滤波电抗器，应用于无源滤波器中，谐振点调至谐波附近，主要作用是与电容串联形成对某一次谐波的低阻抗回路，被动吸收系统谐波至于电抗器的补偿作用，应该是在电容器补偿的时候调谐、滤波用的电抗器据我所知没有补偿的效果功率因数既然表示了总功率中有功功率所占的比例，显然在任何情况下功率因数都不可能大于1。

由功率三角形可见，当Ф=0即交流电路中电压与电流同相位时，有功功率等于视在功率。

这时cosФ的值最大，即cosФ=1，当电路中只有纯阻性负载，或电路中感抗与容抗相等时，才会出现这种情况。

感性电路中电流的相位总是滞后于电压，此时0<Ф<90，此时称电路中有“滞后”的cosФ；而容性电路中电流的相位总是超前于电压，这时-90<Ф<0，称电路中有“超前”的cosФ。

功率因数的计算方式很多，主要有直接计算法和查表法。

常用的计算公式为：功率因数计算公式由于感性、容性或非线性负荷的存在，导致系统存在无功功率，从而导致有功功率不等于视在功率，三者之间关系如下：S^2=P^2+Q^2一种有源功率因数校正电路；S为视在功率，P为有功功率，Q为无功功率。

三者的单位分别为VA（或kVA），W（或kW），Var（或kVar）。

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将电抗器与电容器串联构成去谐系统可以避免这些谐振现象。

去谐系统的自振频率介于最低的谐波频率和基波频率之间，对于高于去谐系统自振频率的谐波而言，去谐系统表现为感性，避免了谐振；对于50Hz的基波频率而言，它呈容性，因而无功功率可以得到补偿。

此串联电抗器不但能抑制合闸时的瞬时涌流，而且可抑制、吸收谐波电流，具有滤波作用，大大提高了电网的运行安全性。

然而，串抗与电容器不能随意组合，若不考虑电容装置接入处电网的实际情况，采用“一刀切”的配置方式（如电容器一律配用电抗率为5％～6％的串抗），往往适得其反，招致某次谐波的严重放大甚至发生谐振，危及装置与系统的安全。

由于电力谐波存在的普遍性，复杂性和随机性，以及电容装置所在电网结构与特性的差异，使得电容装置的谐波响应及其串抗电抗率的选择成为疑难的问题，也是人们着力研究的课题。

电容器组投入串抗后改变了电路的特性，串抗既有其抑制涌流和谐波的优点，又有其额外增加的电能损耗和建设投资与运行费用的缺点。

所以对于新扩建的电容装置，或者已经投运的电容装置中的串抗选用方案，进行技术经济比较是很有必要的。

虽然现有的成果尚不足为电容装置工程设计中串抗的选用作出量化的规定，但是随着研究工作的深入，实际运行经验的积累，业已提出许多为人共识的见解，或行之有效的措施，或可供借鉴的教训。

下面总结电容器串联电抗器时，电抗率选择的一般规律。

1.电网谐波中以3次为主根据《并联电容器装置设计规范》，当电网谐波以3次及以上为主时，一般为12%；也可根据实际情况采用%~6%与12%两种电抗器：（1）3次谐波含量较小，可选择%~1%的串联电抗器，但应验算电容器投入后3次谐波放大量是否超过或接近限值，并有一定裕度。

（2）3次谐波含量较大，已经超过或接近限值，可以选用12%或%~6%串联电抗器混合装设。

2. 电网谐波中以3、5次为主（1）3次谐波含量较小，5次谐波含量较大，选择%~6%的串联电抗器，尽量不使用%~1%的串联电抗器；（2）3次谐波含量略大，5次谐波含量较小，选择%~1%的串联电抗器，但应验算电容器投入后3次谐波放大是否超过或接近限值，并有一定裕度。