無功補償改造電容器容量的計算方法

在提及電容柜時，常提到“容量”是多少這個問題。容量，何為容量?其實主要分為以下三種:

①變壓器的額定容量(變壓器的總共)，單位KVA;

②無功補償容量的確定，一般取變壓器容量的20~40%，取30%較多;

③電容器的額定容量(電容器的功率)，單位kvar(千乏)。

那么電容器的功率與低壓防爆電容器無功功率補償的關系是怎么樣的?我們可以從以下這個公式看出:

Q=2*π*f*C*U2

注:Q表示電容器的功率，單位kvar;f表示系統頻率，50Hz/60Hz;C為電容器容量，單位uF (微法);U表示系統電壓，單位kV(千伏)。

我們上面公式可以看出，電容器的功率與施加到變壓器兩端電壓的平方成正比。其中，電容器有一個重要參數叫額定電壓，對應額定電壓有其額定功率，我們舉例說明。

場景:選擇電壓為480V，額定功率為30kvar的電容器時:

問1:當其用在400V系統中，其輸出功率為多少呢?

這是常遇到的問題，電容的額定電壓一定大于系統的電壓，通過上面的公式，我們可以很快算出來:

Q400=Q480×(4002/4802)

=30×(4002/4802)

≈20.8kvar

則，當其用在400V系統中，其輸出功率為20.8kvar。

問2:為什么要選擇額定電壓高于系統電壓的電容器呢?

解答:因為電容器經受過電壓危害時將快速損壞，為了保障電容器的運行安全，需要選擇額定電壓大于系統電壓的電容器。

以低壓電力電容器、高性能電抗器、高可靠投切開關、控制系統為主體，實現低壓無功補償功能。主要應用于諧波嚴重場合的無功補償，在一定程度上有吸收消除諧波的功能。

由以上可知，如果無功補償支路設計為純電容器的話，無功補償支路的輸出功率要根據電容器的額定電壓和系統電壓進行折算。這也就是我們常說的安裝功率(安裝容量)和輸出功率(輸出容量)。①安裝功率常指:電容器的額定功率; ②輸出功率常指:電容器在系統電壓下的實際輸出功率。

參照上面舉例，我們可以知道:將額定電壓為480V，30kvar的電容器應用于400V無功補償系統，則此系統安裝容量為30kvar，其輸出容量為20.8kvar。

問3:當電容器串聯電抗后，電容器與電抗器組成的補償支路功率是多少呢?

我們首先需要考慮如下問題:①電抗器抬高了電容器的端電壓; ②電抗器與電容器的無功功率是方向相反的。

串入電抗器后無功補償支路功率的變化按照下述公式計算:

QL+C=QC/(1-電抗率)

注:QL+C表示電容器和電抗器串聯支路的功率;QC表示電容器串聯電抗器前的功率

例:補償支路采用額定電壓為480V，額定功率為60kvar的電容器，應用于400V系統中，

(1)此時純電容器補償支路的輸出功率為:

Q400=Q480×(4002/4802)

=60×(4002/4802)

≈41.667kvar

(2)當此電容器支路串聯7%電抗后，電容器+電抗器的補償支出輸出功率為:

QL+C=QC/(1-電抗率)

=41.667/(1-7%)

≈44.80kvar

還有點小疑惑?沒關系，下面我們放到實際工作中的場景中來看，再舉實例來說明:

場景1:在400V電壓等級的無功補償柜里，設計為8個支路，每個支路采用480V，50kvar的電容器，每條支路串聯7%的電抗，用以抑制5次諧波的影響。

問1:此電容柜的安裝容量為多少?

50kvar×8=400kvar

答:此電容柜的安裝容量為400kvar。

問2:此電容柜的輸出容量為多少?

400kvar×(4002÷4802)÷(1-7%)

≈400kvar×0.75

=300 kvar

答:此電容柜的輸出容量為300kvar。

場景2:400V電壓等級的無功補償柜，設計為8個支路，每個支路采用525V，50kvar的電容器;每條支路串聯14%的電抗，用以抑制3次諧波的影響。

問1:此電容柜的安裝容量為多少?

50kvar×8=400kvar

答:此電容柜的安裝容量為400kvar。

問2:此電容柜的輸出容量為多少?

400kvar×(4002÷5252)÷(1-14%)

≈400kvar×0.675

=270 kvar

答:此電容柜的輸出容量為270kvar。

基本上就是按照公式QL+C=QC/(1-電抗率)，

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