浅谈电容无功补偿的常用计算作者：王俊来源：《数字技术与应用》2010年第12期摘要:电力系统电容器是平衡系统无功功率,以稳定电压质量,达到满足终端用户的需求。
本文介绍了电容器无功补偿的基本计算方法,并简要介绍了电容器的保护和产生的谐波问题。
关键词:电容器无功补偿计算中图分类号:TM714.3 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2010)12-0090-01因为连接到电网中的大多数电气设备不仅需要有功功率,还需要一定的无功功率,所以为减少电力输送中的损耗,提高电力输送的容量和质量,必须进行无功功率的补偿。
电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机,电容器作为电力系统的无功补偿装置已经非常普遍。
1 电容器组安装容量的计算无功补偿容量可以根据功率因数估算,这种方法适合于负荷变化不大的系统。
另种方法也可以根据变压器的容量估算,一般补偿容量为变压器容量的15～30%。
当在容量估算出来后,需要选用一个接近估算值的标准的数值,这样可以提高电容器装置的标准化水平,提高电器元件的互换性,从而在价格上得到更多的优惠。
在实际工作中,电容器装置所发出的无功功率与其额定功率存在一定的偏差,原因是电容器的额定容量是指其在电容器额定电压下所发出的无功功率,在有时电网电压较低的情况下,其所发的无功功率可能较额定值偏低。
特别是其额定电压取较高数值时,其容量就会有较大的下降,得到补偿,装置的安全裕度将有一定程度的提高。
2 选择单台电容器的容量应尽量选取单台容量较大的单元电容器,使装置中所选用的电容器总台数下降,体积降低,占地面积减小,节省成本。
此外,单台容量较大时,指单相200kvar以上的电容器内部每个元件都可串内熔丝,适当延长单元电容器的使用寿命。
应尽量选用标准规格的单元电容器,这样可提高装置的互换性。
3 电容器的保护单台电容器的内熔丝装在其内部是每个元件故障的保护器件。
如当某一元件击穿时,其对应的内熔丝在很短时间(0.2ms左右)内熔断,使得整台电容器可继续运行。
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 2rI 1补偿前功率因数1cos ϕ，补偿后功率因数2cos ϕ,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)tan (tan 21ϕϕ-=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%211222211⨯-=∆R I R IR I P a a a ϕϕϕ线损%100)cos cos (1221⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ϕϕ (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，SU、U分别是系统电压和负载侧电压;jXR+是系统等值阻抗（不含主变压器高低压绕组阻抗）;jQP+是负载功率，补偿jQ是高压侧无功补偿容量；1U、2U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11UQXPRUUS++≈无功补偿装置投入后22)(UXQQPRUUS补偿-++≈所以212UXQUU补偿≈-（３．３）所以母线高压侧无功补偿容量)(122UUXUQ-=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 系统等值示意图图中，jX R +是包含主变压器高低压绕组总阻抗的系统等值阻抗;1U 、2U 均对应补偿装置投运前后低压侧母线电压1u 、2u 归算至高压侧的值。
可得如下关系:)()()(1222122122KU u X u K U Ku X Ku U U X U Q -=-=-=补偿(3.5） 式中Ｋ为主变压器变比。
电容补偿计算电容补偿时电容和负载是并联连接的，电容就和电库一样，当负载增大时，由于电源存在内阻，电源输出电压就会下降，由于电容的两端要维持原来的电压，也就是电容内的电量要流出一部分，延缓了电压的下降趋势，就是电容补偿原理。
如何计算电容补偿量JSL电动机是鼠笼转子型立式三相异步电动机，根据网上查得参数：/post/151.htmlJSL-15-10-280KW电机的效率约为91%，功率因数约为0.81，若要在额定状态下，将其功率因数提高到0.95，则需要补偿电容器容量为：补偿前：COSφ1=0.81，φ1=0.6266,tgφ1=0.724补偿后：COSφ2=0.95，φ2=0.3176,tgφ2=0.329Qc=Pe*(tgφ1-tgφ2)=280*(0.724-0.329)=110.6(Kvar)取整，约需要补偿120Kvar的电容器电机电容补偿计算1、检测电机正常负荷时的功率P和功率因数COSφ1。
2、确定你要将功率因数补偿到多少，即COSφ2。
3、计算需要补偿的电容：Q=P（tgφ1-tgφ2)。
注：在投入前可根据电机铭牌数据估算。
如额定状态下电机功率因数COSφ1=0.85，要补偿到功率因数COSφ2=0.93，COSφ1=0.85 =》φ1=35.32 =》tgφ1=0.6197COSφ2=0.93 =》φ2=23.96 =》tgφ2=0.3952则Q=P（0.6197-0.3952）=0.2245P就是要按照电机容量的22.45%进行补偿。
1、感性负载的视在功率S×负载的功率因数COSφ= 需要补偿的无功功率Q：S×COSφ =Q2、相无功率Q‘=? 补偿的三相无功功率Q/33、因为：Q =2πfCU2×10-9，Q----kvar C----uf U---v I=2πfCU×10-6，所以：1μF电容、额定电压380v时，无功容量是Q=0.045Kvar100μF电容、额定电压380v时，无功容量是Q=4.5Kvar?1000μF电容、额定电压380v时，无功容量是Q=45Kvar4、“多大负荷需要多大电容”：1）你可以先算出三相的无功功率Q；2)再算出1相的无功功率Q/3；3)再算出1相的电容C；4)然后三角形连接！5、因为：Q =2πfCU^2 ，所以：1μF电容、额定电压10Kv时，无功容量是Q=31.4Kvar100μF电容、额定电压10Kv时，无功容量是Q=3140Kvar6、因为：Q =2πfCU^2 ，所以：1μF电容、额定电压220v时，无功容量是Q=0.015Kvar100μF电容、额定电压220v时，无功容量是Q=1.520Kvar?1000μF电容、额定电压220v时，无功容量是Q=15.198Kvar关于电力电容器的计算公式和产品选型说明1．补偿功率（无功输出）：Q=√3IU=2πfCU² (带n为额定值或标称值，如Qn、Un；不带n的为实际值，如Q、U) 如：BZMJ0.4-30-3电容器参数如下Qn=30KVarUn=0.4KVIn=43.3Af=50HzCn=596.8μF(制造商根据此值生产电容器，Cn一般不变)2．当电网电压变化时，电容器实际无功输出：Q=√3IU=2πfCnU²=(U/Un)²Qn（一般情况下，0.4KV的电容器使用在电压400V的线路上）▲如：Un=400V，U=440V （即0.4KV的电容器使用在电压440V的线路上）Q=（440/400）²×Qn=1.21Qn （此时电容器过载，电容器严重发热，寿命缩短）▲如：Un=450V，U=400V （即0.45KV的电容器使用在电压400V的线路上）Q=（400/450）²×Qn=0.79Qn （此时电容器为降额使用，无功输出不足，用户投资不经济，但可靠性提高，电容器寿命延长。
无功补偿原理当电网电压的波形为正弦波，且电压与电流同相位时，电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P=U×I。
电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场，此时所消耗的能量不能转化为有功功率，故被称为无功功率Q。
此时电流滞后电压一个角度f。
在选择变配电设备时所根据的是视在功率S，即有功功率和无功功率的几何和：S =（P2 + Q2）1/2无功功率为:Q=（S2 - P2）1/2有功功率与视在功率的比值为功率因数:cosf=P/S无功功率的传输加重了电网负荷，使电网损耗增加，故需对其进行就近和就地补偿。
并联电容器可补偿或平衡电气设备的感性无功功率。
当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电网只传输有功功率P。
根据国家有关规定，高压用户的功率因数应达到0.9以上，低压用户的功率因数应达到0.85以上。
如果选择电容器功率为Qc，则功率因数为：cosf= P/ (P2 + (QL - QC)2)1/2在实际工程中首先应根据负荷情况和供电部门的要求确定补偿后所需达到的功率因数值，然后再计算电容器的安装容量：Qc = P(tanf1 - tanf2)式中:Qc一电容器的安装容量，kvarP一系统的有功功率，kWtanf1一补偿前的功率因数角tanf2一补偿后的功率因数角采用查表法也可确定电容器的安装容量。
无功补偿相关名词注释2008-05-25 11:08无功功率补偿无功功率补偿的基本原理是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。
这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。
力率电费是指电力用户感性负载无功消耗量过大，造成功率因数低于国家标准，从而按电费额的百分比追收的电费（详细了解力率电费调整办法）。
