低压配电系统中电容补偿容量计算分析
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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=0.314×C×U/√3 ; C=Q/(0.314×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0。
314=2πf/1000。
1。
例如:一补偿电容铭牌如下:型号:BZMJ0。
4-10-3 , 3:三相补偿电容器; 额定电压:0。
4KV; 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:14。
4A 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7.5KW电机12台,5.5KW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。
规代建览电气-工程设计与应用-No.2 Vol.12 (Serial No.134) 2021低压无功补偿装置电容器额定电压选择和输出容量计算郑凯,袁松林,倪高俊(浙江大学建筑设计研究院有限公司,浙江杭州310000)扌商要:针对低压无功补偿装置常采用并联电容器组串联电抗的技术方案,分析了串联电抗器和电压偏差对并联电容器运行电压的影响,以电容器额定电压应与 运行电压一致最佳为原则来选择电容器的额定电压。
分析了电抗率、电压偏差和 电容器的额定电压对无功补偿装置输出无功容量的影响,计算了常见工况下无功 补偿装置的运行输出容量与额定容量的比值,可应用于电容器额定容量的快速选择。
郑凯(1990_),男,工程师,从事建筑电 气设计工作。
关键词:电容器;额定电压;电抗率;无功功率中图分类号:TU 852 文献标志码:B 文章编号:1674-8417(2021)02-0045-03DOI : 10.16618/j. cnki. 1674-8417.2021.02.0100 引 言计算机、荧光灯、空调等非线性负荷在民用建筑中广泛使用,其产生的谐波对系统的影响日益严重&1-'。
谐波电流叠加在电容器基波电流上,使电容器电流的有效值增大,温升增高,甚至引起过热而降低电容器的使用寿命或使电容器损坏。
谐波电压叠加在电容器基波电压上,不仅使电容器的电压有效值增大,并可能使电压峰值 增加,使电容器发生局部放电,损害电容器绝缘 介质,造成介质损耗增加,导致局部过热,进一步可能发展为绝缘击穿、电容器损坏。
低压无功补偿装置中串联一定电抗率的电抗器是抑制谐波和限值涌流的常用有效措施,工程人员熟知根据电容器组接入处的综合谐波阻抗呈感性来选择电抗率的方法&3-',但并联电抗器的额定电压、串联电抗器后电容器的额定电压和输出无功容量选择往往被忽略。
1电容器额定电压选择额定电压是电容器的重要参数之一,无功补 偿装置设计时合理选择电容器的额定电压非常重要。
低压无功补偿计算公式在电力系统中,无功功率是指在交流电路中,电压和电流之间存在一定的相位差,导致电能来回转换而没有实际的功率输出。
而无功功率对于电网的稳定运行和功率因数的控制具有重要意义。
为了解决电网中无功功率的问题,可以采用无功补偿装置来调节电路中的无功功率,提高功率因数,减少能源损耗。
低压无功补偿是指在低压电网中采用无功功率补偿装置来改善电网的无功功率问题。
在实际应用中,我们需要根据电路参数和运行情况来计算需要补偿的无功功率,进而确定无功补偿装置的容量和工作模式。
下面我们来介绍一下低压无功补偿计算公式。
在低压电网中,无功功率的补偿可以采用静态无功功率补偿装置,比如无功功率补偿电容器。
静态无功功率补偿装置的容量大小需要根据电网的无功功率需求来确定,而无功功率的计算公式可以通过电压、电流和功率因数之间的关系来进行推导。
一般来说,低压电路中的无功功率可以通过以下公式来计算:无功功率=电压×电流×sin(相位角),其中电压和电流是指电路中的有效值,相位角是电压和电流之间的相位差。
根据这个公式,我们可以计算出电路中的实际无功功率值。
在实际应用中,为了提高电网的功率因数,我们需要补偿一定量的无功功率,使得整个电路的功率因数接近于1。
因此,根据实际的无功功率值,我们可以计算出需要补偿的无功功率量,进而确定无功功率补偿装置的容量大小。
总的来说,低压无功补偿计算公式是根据电路中的电压、电流和功率因数之间的关系来进行推导的。
通过计算出电路中的实际无功功率值,我们可以确定需要补偿的无功功率量,进而确定静态无功功率补偿装置的容量。
通过合理配置无功功率补偿装置,可以有效改善电网的功率因数,提高电网的稳定性和可靠性。
低压配电无功补偿容量选择摘要:随着社会经济的快速发展,低压电网的无功补偿一般都选择在各电力用户装设电容器装置。
同其他无功功率补偿装置相比,并联电容器无旋转部分,具有安装、运行维护简单方便,有功损耗小以及组装增容灵活,扩建方便、安全,投资少等优点,因此,并联电容器改善功率因数可获得较显著的经济效益,并获得广泛应用。
并联电容器的补偿方式一般分为集中补偿、分组补偿和单机补偿三种。
关键词:低压配电;无功补偿容量;选择引言低压电网主要采用并联电容器组进行无功补偿,其补偿方式一般分为集中补偿、分组补偿和个别补偿。
补偿容量的确定与补偿方式有关,应考虑选用最优的补偿方式和合理的补偿容量,以提高电网无功补偿的经济效益。
1无功补偿最优方式的选择1.1 集中补偿集中补偿方式是将电容器组装设在用户专用变电所或配电室的低压或高压母线上,这种补偿方式中的电容器组利用率较高,能补偿变配电所低压或高压母线前的无功功率。
其接线如图1中的 C1所示。
集中补偿的效益表现在如下三个方面:可以就地补偿变压器的无功功率损耗。
由于减少了变压器的无功电流,相应地可减少变压器容量,或者说可以增加变压器所带的有功负荷。
可以补偿变电所以上输电线路的功率损耗。
可以就近供应380V 配电线路的前段部分本身及所带用电设备的无功功率损耗。
但这种补偿方式也有一定的局限性,它只能减少装设点以上线路和变压器因输送无功功率所造成的损耗,而不能减少用户内部配电网络的无功负荷所引起的损耗。
正是由于用户内部的无功线损没有减少,其降损节电效益必然受到限制。
集中补偿的容量再多,其作用仅限于减少变压器本身及其以上输配电线路的无功功率损耗。
凡是向负荷输送的无功功率,由于仍然要经过线路的电阻和电抗,低压配电线路上产生的无功损耗并未减少,因此集中补偿的容量选择不宜过大,应为平均所需无功容量的 13% ~23% 为宜。
为了弥补这种补偿方式的不足,对生产车间内的用电设备最好采取分散补偿方式。
110kv变电站低压系统电容电流计算及消弧线圈配置一、概述110kv变电站是电力系统中重要的电能传输和分配设施,其低压系统的电容电流计算和消弧线圈配置是保障系统安全稳定运行的重要环节。
本文将对110kv变电站低压系统电容电流计算和消弧线圈配置进行详细介绍,以期为相关工程技术人员提供参考和指导。
二、110kv变电站低压系统电容电流计算1. 低压系统电容电流的定义在110kv变电站的低压系统中,电容器被广泛应用于无功补偿和电压稳定等方面。
低压系统中的电容器会产生电流,称为电容电流。
电容电流的大小直接影响着系统的稳定性和安全性。
2. 电容电流的计算方法电容电流的计算方法可以通过以下公式来实现:Ic = 2πfCU其中,Ic为电容电流,f为电源的频率,C为电容器的电容量,U为电平电压。
3. 电容电流计算的实例分析以某110kv变电站的低压系统为例,其安装有若干台电容器,电容量分别为10μF、15μF、20μF和25μF,电源频率为50Hz,低压系统的电压为110V。
根据上述公式,分别计算出各个电容器的电容电流,并对比电容电流的大小,进行综合评估。
三、110kv变电站低压系统消弧线圈配置1. 消弧线圈的作用110kv变电站低压系统中,消弧线圈是用来限制短路电流和消除接点电弧的设备。
其作用是在低压系统发生故障时,迅速限制电流大小,使得故障电流迅速减小至可靠的数值,从而保护设备和系统的安全运行。
2. 消弧线圈的配置原则在110kv变电站低压系统中,消弧线圈的配置需要遵循一定的原则,包括:(1)根据低压系统的额定电流和短路容量确定消弧线圈的额定容量;(2)根据低压系统的接线方式和结构确定消弧线圈的接线方式;(3)根据低压系统的保护要求确定消弧线圈的动作特性。
3. 消弧线圈的配置方法消弧线圈的配置方法需要根据具体的110kv变电站低压系统情况进行综合考虑,包括系统的负荷特性、故障特性、运行条件等因素。
四、结论110kv变电站低压系统电容电流计算和消弧线圈配置是保障系统安全稳定运行的重要工作。
无功补偿柜电容器容量的计算方法无功补偿技术工程师:寇工(希拓电气(常州)有限公司)在提及电容柜时,常提到“容量”是多少这个问题。
容量,何为容量?其实主要分为以下三种:①变压器的额定容量(变压器的总共),单位KVA;②无功补偿容量的确定,一般取变压器容量的20~40%,取30%较多;③电容器的额定容量(电容器的功率),单位kvar(千乏)。
那么电容器的功率与低压防爆电容器无功功率补偿的关系是怎么样的?我们可以从以下这个公式看出:Q=2∙π∙f∙C∙U2注:Q表示电容器的功率,单位kvar;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)。
我们上面公式可以看出,电容器的功率与施加到变压器两端电压的平方成正比。
其中,电容器有一个重要参数叫额定电压,对应额定电压有其额定功率,我们举例说明。
场景:选择电压为480V,额定功率为30kvar的电容器时:问1:当其用在400V系统中,其输出功率为多少呢?这是常遇到的问题,电容的额定电压一定大于系统的电压,通过上面的公式,我们可以很快算出来:Q400=Q480×(4002/4802)=30×(4002/4802)≈20.8kvar则,当其用在400V系统中,其输出功率为20.8kvar。
问2:为什么要选择额定电压高于系统电压的电容器呢?解答:因为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。
希拓小贴士:以低压电力电容器、高性能电抗器、高可靠投切开关、控制系统为主体,实现低压无功补偿功能。
主要应用于谐波严重场合的无功补偿,在一定程度上有吸收消除谐波的功能。
由以上可知,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)。
①安装功率常指:电容器的额定功率; ②输出功率常指:电容器在系统电压下的实际输出功率。
电容柜(电容补偿柜)以及容量对照表相关问答电容柜(电容补偿柜)作用:提高电网功率因数,节约电能,提高供电质量。
工作原理:通过自动补偿控制器收集到负荷端的无功损耗(功率因数)情况,自动进行电容补偿的投切动作,从而达到减少无功损耗、提高功率因数的目的。
电力系统中的负载类型大部分属于感性负载,加上用电企业普遍广泛地使用电力电子设备,使电网功率因数较低。
较低的功率因数降低了设备利用率,增加了供电投资,损害了电压质量,降低了设备使用寿命,大大增加了线路损耗。
是否进行无功补偿与设备功率没有直接关系,若设备功率因数小于0.9则要进行补偿。
目前无功补偿主要是在变电所低压侧集中补偿,就地补偿用得很少。
一般来说,民用建筑,不会有太多的功率因数低的大设备,一般在变压器低压侧集中补偿就可对于电梯,一般配套控制箱内都有补偿措施的。
无功功率补偿,简称无功补偿,在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境。
所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。
合理的选择补偿装置,可以做到较大限度的减少电网的损耗,使电网质量提高。
反之,如选择或使用不当,可能造成供电系统,电压波动,谐波增大等诸多因素。
电容柜无功补偿容量计算表参数符号数值单位系统电压Va=400V系统补偿电容的容量Qa=25KVAR额定频率f=50Hz电容充电电流Ia=36.08545035A选用熔断器的电流规格大于54.12817552A接触器规格电抗器(SR)规格Xl=7%Xc电抗器电感值L=3.835353743mH谐振共振点f03.77964473次B点的工作电压Vb=430.1075269VB点的无功等效补偿量Qb=26.88172043KVAR设计安全电压Vm=11.6%补偿电容实际电压Vc=480V 电容补偿的容量Qc=33.48KVAR补偿电容的电容值C=462.7786624μF设计安全电压是根据各地区的电压波动选择的,该值即为(U-400)/400的百分值,因此根据实际值计出的电容型号。
①补偿容量的选择:补偿容量由电力负荷及补偿前和要求补偿提高后的功率因数值决定。
计算公式如下:Q bch=P pj(tgΦ1-tgΦ2)或Q bch=P pj(1-tgΦ2/tgΦ1)式中Q bch--所需的补偿容量kvarP pj--最大负荷月的平均有功负荷kWQ pj--最大负荷月的平均无功负荷kvartgΦ1--补偿前的功率因数cosΦ1的正切值tgΦ2--补偿后要求达到的功数因数cosΦ2的正切值另外,我们必须注意cosΦ2值的确定必须适当。
当功率因数由0.95提高到1时所需的补偿容量增加得很多,得不偿失。
因此将功率因数提高到1是不合理的。
摘要:农村配电网无功分散补偿方案探讨.1 配电线路进行无功补偿的效果;2关键词:配电线路无功补偿1 配电线路进行无功补偿的效果(1)减少线路的有功损失:当电流通过线路时,其有功功率损耗为:△P=3I2R×10-3或△P=3×(P/UcosΦ)2×R×10-3式中△P--线路的有功功率损耗kWI--线路通过的电流AR--线路每相电阻ΩP--线路输送的有功功kWQ--线路输送的无功功率kvarcosΦ--线路负荷的功率因数;由上式可知,有功功率损失和功率因数的平方成反比。
提高功率因数可以大量降低线损。
当功率因数由0.6提高到0.8时,铜损下降将近一半。
(2)改善用户电压质量:线路电压损失的公式为:△U=(PR QX)/U×10-3式中△U--线路电压损失kVU--线路电压kVP--线路有功负荷kWQ--线路无功负荷kvarX--线路感抗ΩR--线路电阻Ω由上式可以看出,提高系统功率因数,减少线路输送的无功负荷,则电压损失莫玌将下降。
(3)减小系统元件的容量,提高电网的输送能力:视在功率S=P/cosΦ,由此可以看出,提高功率因数在输送同样的有功功率情况下,设备安装容量可以减少,节约了投资。
如设备安装容量不变则可增大有功功率输送量。
低压配电系统中电容补偿容量计算分析【摘要】为了限制合闸涌流或限制不同次谐波,往往要在电容器回路中串入不同容量的电抗器。
串入的电抗器会对电容器产生两方面的影响:一方面电抗器会抬高电容器的端电压,而电容器的端电压越高,电容补偿回路的补偿量也就越大;另一方面电抗器自身的感抗会抵消电容器的部分容抗,减小电容补偿回路的补偿量。
因而,在进行无功补偿容量的计算时,要根据系统运行电压、电抗率的选择,以及电容器额定电压进行修正计算。
【关键词】电容补偿;串联电抗器;谐波
在低压配电设计中,大量的感性负荷使得功率因数偏低,需要进行无功补偿以提高供电系统及负荷的功率因数,降低配电线路无功电流,提高用电设备的效率;稳定用电端及电网的电压,提高供电质量,增加输电系统的稳定性,提高输电能力;减少无功功率对电网的冲击。
在低压配电系统中,无功补偿的补偿位置、补偿方式、补偿容量、控制器的选择、串联电抗器的选择等,都需要针对不同的项目进行优化设计。
目前工程实际存在的无功补偿方式按补偿位置分类有集中补偿、就地补偿和分组补偿。
其中在变电站集中补偿的方式最为广泛,如图1所示。
为了抑制电容器回路合闸涌流和谐波电流,通常在电容器回路中串接电抗器,串入的电抗器自身的感抗会抵消电容器的部分容抗,反向压降会抬高电容器的端电压,即对电容器
的有效补偿量产生影响。
因而,在进行无功补偿容量的计算时,要根据系统运行电压、电抗率的选择以及电容器额定电压进行修正计算,算出实际需要的无功补偿容量,下面对低压配电系统集中补偿的无功容量的选择进行简单分析。
1.补偿电容器容量计算
图1 变电站集中无功补偿示意
图2 功率因素对应的无功功率和视在功率
如图2所示要使功率因数由 cosθ1提高到 cosφ2电容器的实际补偿容量qcs(单位:kvar)可根据工程项目所需的实际补偿容量来确定:
(1)
式中:——计算有功功率
——补偿前计算负荷功率因数角的正切值;
——补偿后功率因数角的正切值。
交流电容器的额定容量为:
(2)
式中:q——电容器容量,kvar;
u——电容器端电压,kv;
——角频率,rad/s;
c——电容器的电容值,f。
由上述交流电容器的额定容量计算公式可以知道,电容器的补
偿容量与电压的平方成正比。
2.串联电抗器的选择
2.1 电抗率的选择原则
补偿电容器回路中串联电抗器的主要作用是抑制谐波电流、消除谐振和限制涌流,电抗率是串联电抗器的重要参数,根据规范gb 50227 - 2008《并联电容器装置设计规范》,串联电抗器电抗率的选择,应根据电网条件与电容器参数经相关计算分析确定,电抗率取值范围应符合下列规定:①仅用于限制涌流时,电抗率宜取
0.1%~1.0%。
②用于抑制谐波时,电抗率应根据并联电容器装置接入电网处的背景谐波含量的测量值选择。
当谐波为5次及以上时,电抗率宜取4.5%~5.0%;当谐波为3次及以上时,电抗率宜取12.0%,亦可采用 4.5%~5.0%与12.0% 两种电抗率混装方式。
2.2 电抗器额定电压及容量的选择
串联电抗器额定电压及额定容量:
式中:——串联电抗器额定电压,kv;
——并联电容器额定电压,kv;
——串联电抗器额定容量,kvar;
——并联电容器额定容量,kvar;
k——串联电抗器电抗率,%。
由此可见,串联电抗器的额定电压、额定容量与并联电容器的额定电压、额定容量及电抗率有关。
3.电容器额定电压的选择
为达到经济和安全运行的目的,合理选择电容器的额定电压,在分析电容器端子上的预期电压时,应考虑以下因素:①并联电容器装置接入电网后会引起电网电压升高;②谐波引起电网电压升高;③装设串联电抗器引起的电容器端电压升高;④相间和串联段间的容差将形成电压分布不均,使部分电容器电压升高;⑤轻负荷运行引起电网电压升高。
首先根据电抗率的选择,求出电容器端电压的计算值。
根据图1等效电路推导出以下公式:
(3)
式中:——单台电容器运行电压,v;
——电容器接入点电网标称电压,v。
根据国家标准gb/t 12325 - 2008《电能质量供电电压偏差》4.2条:“20kv 及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%。
”220/380v 供电电压的允许偏差为±26.6v。
根据国家标准 gb/t 14549 - 1993《电能质量公用电网谐波》表1,公用电网谐波电压(相电压)限值,电网标称电压为 0.38kv 的电压总谐波畸变率为5%。
在没有实际测量谐波电压的前提下,谐波对供电电压的影响粗略考虑为20v。
考虑以上各种因素的影响,可先求出电容器端电压的计算值,再从产品标准系列中选取电容器额定电压,见表 1。
表 1 不同电抗率下电容器额定电压的选择
4.电容器额定容量的选择
为了描述所选电容器额定补偿容量与其实际补偿容量之间的关系,设修正系数为a,则:
(4)
式中:——所选电容器的额定补偿容量,kvar;
——所选电容器应用在系统中的实际补偿容量,kvar;
a——修正系数。
而:
式中:——电容器额定端电压,v;
——电容器实际端电压,v;
将式(3)代入式(5),得出:
另一方面,由于电抗器本身是一个感性负载,串入电容器回路后会抵消一部分电容值,即:
令修正系数a为:
(6)
由式 6 计算得出不同电抗率下修正系数a的取值,见表 2。
表 2 不同电抗率下修正系数a的取值
从以上分析可以看出,在进行无功补偿容量计算时,要根据系统运行电压、电抗率的选择以及所选用的电容器额定电压进行修正计算,算出实际需要的无功补偿容量。
例如某工程计算有功功率自
然功率因数,目标功率因数,为限制 5 次及以上谐波,串入5%电抗器。
根据公式(1)求出实际需要补偿容量为:
参考表 1 电容器额定电压选择480v。
根据公式(6)求出修正系数。
本项目电容器额定容量根据公式(4),所选择电容器分组规格为□□-480- 50kvar×11组。