无功补偿计算及电压无功投切判据分析_王雷
无功补偿计算及电压无功投切判据分析
王 雷
(山东大学电力工程学院,山东济南250061)
摘要:介绍了变电站无功补偿的计算方法和电压无功动作的几种判据原理及特点,尤其是电压无功相关性复合控制判据。采用该判据,可以在保持无功调节次数和无功补偿效果不变的情况下,有效地减少有载分接开关的调节次数并提高电压质量。
关键词:变电站;无功补偿;电压无功控制
中图分类号:TM714 文献标识码:A 文章编号:1006-6047(2001)06-0017-03
设置补偿电容器是补偿无功功率的传统方法之一,它具有结构简单、经济、投切方便灵活等优点,在国内外得到了广泛应用。按电容器安装的位置不同,通常分为集中补偿、分组补偿和就地补偿3种方式。电容器的补偿容量与采用的补偿方式、未补偿时的负载情况、电容器接法有关。
1 并联电容器补偿容量计算
1 1 集中补偿和分组补偿电容器容量计算
采用集中补偿和分组补偿方式时,总的补偿容量由下式决定:
Q C= av P C(tan 1-tan 2)(1)式中 P C为变电站供电的月最大有功计算负载;
a v为月平均负载,一般取0 7~0 8; 1是补偿
前的功率因数角,可取最大负载时的值。 2是补偿后的功率因数角,参照电力部门要求确定。
电容器接法不同,每相所需容量不一样。当电容器为星形连接时:
C Y=Q C/( U2)(2)当电容器为三角形连接时:
C =Q C/(3 U2)(3)
1 2 就地补偿电容器容量计算
对单台异步电动机就地补偿时,若电动机与电源突然断开,电容将对电动机放电,易造成过电压,损坏电动机。为防止这种情况出现,补偿电容不宜过大,应以电容器在此时的放电电流不大于电动机空载电流I0为限,即
Q C=3U N I0(4)式中 U N为供电系统额定线电压。
若电动机空载电流I0查不到,可用下式估算:
I0=2I N(1- N), N=cos (5)式中 I N, N为电动机的额定电流和额定功率因数。
2 补偿电容器自动投切判据比较
如何自动投切补偿电容器,目前并无统一的准则。由于各变电站现场调压、调相设备的配置情况及调控目标不同,根据实践经验,可有以下几种方法。
2 1 按功率因数大小投切[1]
这是电网无功控制的传统方法之一,它以电网中反映电压与无功相位差的功率因数 作为控制信号来控制并联补偿电容器的投切状态。然而功率因数 并不能准确反映电网中负荷的无功分量大小。如电网重载时,负荷的无功分量Q1很大,但由于Q1在负荷中所占比例较小,所测的功率因数角可能较小,甚至低于系统补偿的整定值,使控制装置对电网不做补偿,无法做到跟踪调节,表现出控制系统的迟钝性。当电网轻载时,功率因数角可能较大,但负荷的无功分量Q1并不大,此时对电网进行补偿,很容易造成过补偿,补偿装置要切除电容,系统又恢复到初态。如此反复,造成控制系统的投切振荡。不仅影响控制系统的可靠性和使用寿命,也将影响电网和用户设备的安全运行。
为克服上述缺陷,文献[2]采用了按不同的负载区间进行功率因数的多值自动整定及自动选取法进行自动投切,临界功率因数法[3]也是克服临界振荡的常用方法,其限定了轻载时的临界振荡区域,较有效地克服了电容投切时的振荡。
2 2 按母线电压高低投切
有功功率的波动一般对电网电压影响较小,电网电压波动主要是由无功功率波动引起的。据此某些对电压要求严格的枢纽变电站,仅以母线电压高低作为变电站无功自动调节的判据,而未考虑保持无功基本平衡这个原则,虽然据此构成的并联电容
第21卷第6期2001年6月 电力自动化设备
Electric Power Automation Equipment
Vol.21No.6
Jun.2001
收稿日期:2001-01-04
自动投切装置在部分变电站进行了运行,但在原理和补偿效果上都较差。
2 3 按母线电压和功率因数复合控制投切
按母线电压和功率因数复合控制构成的判据,有2种判别方式:一是以母线电压为主,功率因数为辅,即只要电压合格,则不考虑功率因数,当母线电压不合格时,根据母线电压和功率因数的性质决定电容器组的自动投切;另一种是母线电压和功率因数作为2个并行判据,即使电压在合格范围内,如果功率因数满足投切条件,亦会进行投切。第一种判别方法,尽管考虑了无功补偿效果,但在某些运行状态下,缺无功补不上去,超无功切不下来,致使无功补偿效果较差;第二种判据,功率因数并不能真正反映无功,甚至偶尔2个并行的判据互相矛盾,使补偿电容器组出现频繁投切的现象。
2 4 按母线电压和昼夜时间复合控制投切
根据变电站的日负荷运行曲线,将日负荷划分为多个负荷时段。根据各个负荷时段对母线电压和无功功率的要求,编制合适的运行程序,实现对并联补偿电容器的自动投切。这种调节方式实时性较差,仅适合日负荷较规律的变电站,且必须随季节和负荷量的改变,对各时段的母线电压和无功功率补偿值进行调整。
2 5 按母线电压和无功功率复合控制投切
母线电压和无功功率综合控制就是利用电压、无功2个判别量对变电站电压、无功进行综合调节,以保证电压在合格范围内,同时实现无功基本平稳。按电压、无功限制整定方式综合控制时,电压、无功的上下限如图1
所示。
显然,只有运行在0区时,才能同时满足电压和无功的上下限。当运行状态脱离0区时,控制器应自动发出控制指令,调节有载调压变压器的分接头位置或投切电容器组,使之进入0区。控制过程应考虑到控制次序的合理性及对各种可能出现情况的应变能力。下面简单叙述各区的调节过程。
a.1区:电压越上限,降压至脱离该区,如果降到底仍在该区,则切电容器。
b.2区:电压越上限,无功越下限,应先降压,如果降到底仍在2区,则切电容器。
c.3区:电压合格,无功越下降,投电容器。
d.4区:电压越下限,无功越下限,应先投电容器,若电压仍越下限,则升压。
e.5区:电压越下限,升压。
f.6区:电压越下限,无功越上限,应先升压,若无功仍越上限,则切电容器。
g.7区:电压合格,无功越上限,切电容器。h.8区:电压越上限,无功越上限,应先切电容器,若电压仍越上限,则降压。
图1中,电压上下限是根据电压合格范围确定的,为了实现电压的逆调整,需根据各个负荷时段确定电压的上下限;无功上下限是根据每组电容器的容量、电容偏差、无功基本平稳和保持投切相对稳定的原则来确定的,Q 上限表示无功过剩,Q 下限表示无功不足。
目前,利用微处理机构成的变电站电压、无功综合控制装置,基本上都采用上述控制判据。当然,每个装置的具体构成方案略有差异,比如在某些控制区对电容实行强投、强切或禁投、禁切等。
该控制方案,克服了单以电压作为调节判据所造成的无功补偿效果差的缺陷,基本消除了以电压、功率因数作为调节判据所造成的并联补偿电容器投切振荡现象,是较为理想的控制方案。但方案中的无功功率调节判据与电压无关是不恰当的。2 6 按母线电压和无功功率相关性复合控制投切无功功率变化对系统电压的影响可近似由下式表示:
U U 0= Q S SC
(6)
式中 U 0为无功功率等于0时的母线电压;S SC 为
系统短路容量。可见,无功功率的变化将引起母线电压成比例的变化。
根据这一基本原理,针对电容器的投切判据可建立如下的数学模型:
Q ct =
U n U U n 1+Q
Q 0
2(7)
式中 U n 为标准电压,U 为实时电压;Q 0为每组电
容器的容量,Q 为无功功率; 1, 2为权重系数,由无功调节的边界条件决定;Q ct 为电容投入的判别量。
假设U =U n 时,Q 1 5Q 0则可投入一组电容器;U =1.05U n 时,Q 2Q 0亦可投入一组电容器。并设投入一组电容器的动作条件为Q ct 1。将上述
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电力自动化设备 2001年
条件代入式(7)可得:
U n -U n U n 1+1 5Q 0
Q 0 2
=1U n -1.05U n U n 1+2Q 0
Q 0 2
=1
解此方程组可得: 1=20/3, 2=2/3。因此可得一组电容器的动作判据:
Q ct =203U n -U U n +23Q
Q 0
1(8)
为防止电容器过补偿,再增设电容投入辅助判据Q Q 0。
同样可建立电容切除判据的数学模型:
Q cq =U -U n
U n 1-Q Q 0 2
(9)假设U =U n 时,Q =-0.5Q 0则可切除一组电
容器;U =0.95U n 时,Q -Q 0亦可切除一组电容器。并设切除一组电容器的动作条件为Q cq 1。将上述条件代入式(9)可得切除电容器的动作判据:
Q cq =20U -U n U n -2Q
Q 0 1(10)
根据上述无功投切判据,可将电压、无功平面划
分为如图2所示的9个区。无功边界变成了与电压线性相关的直线,
其斜率与设定条件有关。
从图2可以看出,在 abc 区域中,电压U 大于
标准电压U n ,小于U 上限,若按照原Q 下限,则需投入电容,这将使电压U 更加偏离U n ,且有可能超过U 上限进入2区,引发电压调节。按照新Q 下限,此时电压较高,无功功率缺额不大,可以不投电容,避免了因投电容引发的电压升高越线和电压调节。
在 cde 区域中,电压U 低于标准电压U n ,接近U 下限,此时无功缺额也已接近原Q 下限,若遇负荷或电压波动,可能导致电压低于U 下限进入5区,引起电压调节。按照新Q 下限, cde 已进入3区,可投入电容。投入电容后将使电压远离下限而接近标准电压,避免了一次不必要的电压调节。
从图2还可以看出, abc 区域为无功不动作区,而 cde 为无功动作区,2个区的面积相等,所以与原Q 下限的无功调节相比,无功补偿效果和无功调节次数是相同的,但是减少了母线电压的波动和电压调节次数。对 fgh 和 hmn 进行分析可得出同样的结论。
采用新的母线电压和无功功率相关性复合控制的投切方案,可以在保持无功补偿效果和无功调节次数不变的情况下,有效地减少有载分接开关的调节次数,延长有载分接开关使用寿命,并提高了电压质量。参考文献:
[1] 王兆安,杨君,刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M ].
北京:机械工业出版社,1999.[2] 张巡.新型功率因数微机控制器[J].低压电器,1992,
(4):24-26.
[3] 刘建汉,章兢.DBW 2微机无功自动补偿控制器[J].低
压电器,1993,(5):29-31.
(责任编辑:柏英武)
作者简介:
王 雷(1960-),男,山东潍坊人,工程师,主要研究方向为电力系统自动化。
Var C ompensation Calculation and Criterion Analysis of Voltage &Var Control
W ANG Lei
(College of Electric Power Engineering,Shandong University,Jinan 250061,China)
Abstract:The methods of var compensation calculation and the principle of voltage &var control criterion,es pecially that of their c oherent compound control,are described.Adopting this criterion,the switching times of loaded taps can be efficiently decreased and the voltage quality improved,while the var control times and var compensation effect keep unchanged.
Key words:substation;var compensation;voltage &var control
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第6期 王 雷:无功补偿计算及电压无功投切判据分析
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 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
负荷计算及无功补偿
第三章 负荷计算及无功补偿 广东省唯美建筑陶瓷有限公司 刘建川 3．1 负荷曲线与计算负荷 负荷曲线（load curve ）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。在直角坐标糸中，纵坐标表示负荷（有功功率和无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位） 日负荷曲线 年负荷曲线 年每日最大负荷曲线 年最大负荷和年最大负荷利用小时数 3．1．2 计算负荷 计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷，其物理量含义是计算负荷所产生的恒定温升等于实际变化负荷所产生的最高温升。通常将以半小时平均负荷依据所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据。 3．2 用电设备额定容量的确定 3．2．1 用电设备的一作方式 （1）连续工作方式 在规定的环境温度下连续运行，设备任何部份温升不超过最高允许值，负荷比较稳定。 （2）短时运行工作制 （3）断续工作制 用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间与停歇时间相互交替。取一个工作时间内的工作时间与工作周期的百分比值，称为暂载率，即 *100%%100%0 t t T t t ε==+ 暂载率亦称为负荷持续率或接电率。根据国家技术标准规定，重复短暂负荷下电气设备的额定工作周期为10min 。吊车电动机的标准暂载率为15%、25%、40%、60%四种，电焊设备的标准暂载率为50%、65%、75%、100%，其中草药100%为自动焊机的暂载率。 3．2．2 用电设备额定容量的计算 （1）长期工作和短时工作制的设备容量 等于其铭牌一的额定功率，在实际的计算中，少量的短时工作制负荷可忽略不计。 （2）重复短时工作制的设备容量 ○ 1吊车机组用电动机的设备容量统一换算到暂载率为ε=25%时的额定功 率，若不等于25%，要进行换算，公式为：2Pe Pn ==Pe 为换算到ε=25%时的电动机的设备容量 εN 为铭牌暂载率
无功补偿及电能计算
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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
电力系统电压及无功补偿
电力系统电压与无功补偿 交流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分将用于作功而被消耗掉，这部分电能将转换为机械能、光能、热能或化学能，我们称为“有功功率”。另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有作功，由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。 2、无功功率按电路的性质有正有负，Q为正值（感性）时表示吸收无功功率，Q为负值(容性)时表示发出无功功率，在感性电路中，电流滞后于电压，f ＞0，Q为正值。而在容性电路中，电流超前于电压，f < 0，Q为负值。这就是人们通常称电动机等设备“吸收”无功而电容器发出“无功”的道理。 3、输电线路电压损耗由两部分组成，即有功功率在电阻上的压降和无功功率在电抗上的压降。一般说来，在超高压电网的线路、变压器的等值电路中，电抗的数值比电阻大得多。所以无功功率对电压损耗的影响很大，而有功功率对电压损耗的影响则要小得多。因此，可以得出结论，在电力系统中，无功功率是造成电压损耗的主要因素。由电压损耗表达式DU = (PR + QX)/U可知，要改变电压损耗有两种办法。
（1）改变元件的电阻； （2）改变元件的电抗，都能起到改变电压损耗的作用。 可采取的一种办法是增大导线截面减小电阻以减小电压损耗，这种办法在负荷功率因数较高、原有导线截面偏小的配电线路中比较有效。适宜负荷不断增加的农村地区采用。 而电网中用的最多的办法是减少线路中的电抗，在超高压输电线路中广泛采用的分裂导线就可以明显降低线路的电抗。在我国，220kV线路一般采用二分裂、500kV线路采用四分裂导线。采用分裂导线，降低线路电抗，不仅仅减少了电压损耗，而且有利于电力系统的稳定性，能提高线路的输电能力。 减小线路电抗的另一种办法是采用串联电容补偿，就是在线路中串联一定数值的电容器，大家知道，同一电流流过串联的电感、电容时，电感电压与电容电压在相位上正好差180 串联电容器补偿，现在主要应用于超高压、大容量的输电线路上 4、除了用改变电力网参数来减少电压损耗以外，改变电压损耗的另一个重要方面是改变电网元件中传输的功率。即改变表达式中的P和Q的大小，在满足负荷有功功率的前提下，要改变供电线路、变压器传输的有功功率，是比较困难的，常常是不可能的。因此，改变线路、
无功补偿容量计算
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。
无功补偿来源和电压调节设备
无功补偿来源和电压调节设备 1）同步发电机：同步发电机是电力系统中最重要的无功补偿设备。往往依照不同系统条件和不同的安装位置，根据需要选择不同的发电机额定功率因数。位于负荷中心附近的发电机组，宜于有较大的送出无功功率的能力，可以供应正常负荷的部分无功功率需求外，还可以在正常时保留一部分作为事故紧急储备，非常重要。 至于送端电厂的发电机组，特别是远方电厂，由于无功功率不宜远送的规律，它发出的无功功率主要用以补偿配出线路在重负荷期间的部分无功功率损耗，实现超高压网无功功率的分层平衡。功率因数一般都较高。例如，巴西伊泰普水电.站中，有9台765MW勺机组接在交流侧，经900km 765kV交流线路到受端，机组的额定功率因数选为0.95，另9台7机通过直流线路到受端，其额定功率因数选为0.85，因为前者只需要补偿线路，后者还需要补偿换流站的无功（换流站的无功需求相当大）。 反过来说，接到超高压电网特别是位于远方的发电机组需要具有 适当的进相运行能力（吸收无功），使能在系统低负荷期间，吸收配出的超高压线路的部分多余无功功率，以保持电厂送电电压不超标。这点在工程实践中往往是一个后备方案，即机组的进相运行来调整电压。我国一般现在
机组都会做进相运行试验。 2）输电线路：输电线路既能产生无功功率（由于分布电容）又消耗无功功率（由于串联阻抗）。当沿线路传送某一固定有功功率，线路上的这两种无功功率适能相互平衡时，这个有功功率，叫做线路的 “自然功率”。这点应该是较为基本的认识，所以有功潮流大的线路，无功消耗也大，自然产生较少无功；空载线路也最容易贡献无功，从而抬升电压。尤其是500kV层面小负荷方式下容易无功剩余。
高压电压无功补偿-无功补偿的意义
无功补偿的意义 电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电力系统中，不但有功功率平衡，无功功率也要平衡。 有功功率、无功功率、视在功率之间的关系如图1所示 式中： S——视在功率，kV A P——有功功率，kW Q——无功功率，kvar φ角为功率因数角，它的余弦(cosφ)是有功功率与视在功率之比即cosφ＝P/S称作功率因数。 由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，用电企业功率因数cosφ越小，则所需的无功功率越大。如果无功功率不是由电容器提供，则必须由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量需增大。这样，不仅增加供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为此，国家供用电规则规定：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装置无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。还规定用户的功率因数应达到相应的标准，否则供电部门可以拒绝供电。因此，无论对供电部门还是用电部门，对无功功率进行自动补偿以提高功率因数，防止无功倒送，从而节约电能，提高运行质量都具有非常重要的意义。 无功补偿的基本原理是：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，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。 当前，国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小。 采用并联电容器进行无功补偿的主要作用：
1、提高功率因数 如图2所示图中： P——有功功率 S1——补偿前的视在功率 S2——补偿后的视在功率 Q1——补偿前的无功功率 Q2——补偿后的无功功率 φ1——补偿前的功率因数角 φ2——补偿后的功率因数角 由图示可以看出，在有功功率P一定的前提下，无功功率补偿以后(补偿量Qc＝Q1-Q2)，功率因数角由φ1减小到φ2，则cosφ2＞cosφ1提高了功率因数。 2、降低输电线路及变压器的损耗 三相电路中，功率损耗ΔP的计算公式为 式中 P——有功功率，kW； U——额定电压，kV； R——线路总电阻，Ω。 由此可见，当功率因数cosφ提高以后，线路中功率损耗大大下降。 3、改善电压质量 线路中电压损失ΔU的计算公式 式中 P——有功功率，KW； Q——无功功率，Kvar； U——额定电压，KV； R——线路总电阻，Ω
无功补偿常用计算方法
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
无功补偿电容器运行特性参数选取
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 。
无功补偿怎么计算
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)
无功补偿计算公式
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。
无功补偿柜电容器的容量换算问题
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？
设备功率-负荷计算公式
专 设备功率确定 负荷计算公式 一、计算 设备功率的确定 进行负荷计算时，需将用电设备按其性质分为不同的用电设备组，然后确定设备功率。 用电设备的额定功率r P 或额定容量r S 是指铭牌上的数据。对于不同负载持续率下的额定功率或额定容量，应换算为统一负载持续率下的有功功率，即设备功率 N P 。 （1）连续工作制电动机的设备功率等于额定功率。 （2）短时或周期工作制电动机（如起重机用电动机等）的设备功率是指将额定功率换算为统一负载持续率下的有功功率。 当采用需要系数法和二项式法计算负荷时，应统一换算到负载持续率ε为25%下的有功功率。 ,225 .0r r r r N P P P εε==kW （5-2-1） 当采用利用系数法计算负荷时，应统一换算到负载持续率ε为100%下的有功功率。 r r N P P ε= （5-2-2） 式中 r P ——电动机额定功率，kW ； r ε——电动机额定负载持续率。 （3）电焊机的设备功率是将额定容量换算到负载持续率ε为100%时的有功功率。 ,cos ?εr r N S P = kW （5-2-3） 式中 r S ——电焊机的额定容量，kV A ； ?cos ——功率因数。 （4）电炉变压器的设备功率是指额定功率因数时的有功功率。 ,cos ?r N S P = kW （5-2-4） 式中 r S ——电炉变压器的额定容量，kV A 。 （5）整流器的设备功率是指额定直流功率。 （6）成组用电设备的设备功率是指不包括备用设备在内的所有单个用电设备的设备功率之和。 （7）白炽灯的设备功率为灯泡额定功率。气体放电灯的设备功率为灯管额定功
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 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
负荷计算及无功补偿.
负荷计算及无功补偿 第3章负荷计算及无功补偿 供配电技术 南京师范大学电气工程系 第3章负荷计算及无功补偿 3.1 负荷曲线与计算负荷 3.2 用电设备额定容量的确定 3.3 负荷计算的方法 3.4 功率损耗与电能损耗 3.5 变电所中变压器台数与容量的选择 3.6 功率因数与无功功率补偿 3.1 负荷曲线与计算负荷 3.1.1 负荷曲线 负荷曲线(load curve)是指用于表达可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线; 按所表示的负荷变动的时间分: 可分为日负荷,月负荷和年负荷曲线. 2.年最大负荷和年最大负荷利用小时数 (1)年最大负荷Pmax 年最大负荷Pmax就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率,因此年最大负荷也称为半小时最大负荷P30. (2)年最大负荷利用小时数Tmax 年最大负荷利用小时数又称为年最大负荷使用时间Tmax,它是一个假想时间,在此时间内,电力负荷按年最大负荷Pmax (或P30)持续运行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能. 下图为某厂年有功负荷曲线,此曲线上最大负荷Pmax就是年最大负荷,Tmax为年最大负荷利用小时数. 3.平均负荷Pav 平均负荷Pav,就是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率,也就是电力负荷在该时间内消耗的电能W除以时间t的值,即Pav=W/t 年平均负荷为Pav=Wa/8760 3.1.2 计算负荷(calculated load) 通常将以半小时平均负荷为依据所绘制的负荷曲线上的"最大负荷"称为计算负荷,并把它作为按发热条件选择电气设备的依据,用Pca(Qca,Sca,Ica)或 P30(Q30,S30,I30)表示. 规定取"半小时平均负荷"的原因: 一般中小截面导体的发热时间常数τ为10min以上,根据经验表明,中小截面导线达到稳定温升所需时间约为 3τ=3×10=30(min),如果导线负载为短暂尖峰负荷,显然不可能使导线温升达到最高值,只有持续时间在30min以上的负荷时,才有可能构成导线的最高温升. 3.1.3 计算负荷的意义和计算目的 负荷计算主要是确定计算负荷,如前所述,若根据计算负荷选择导体及计算负荷
无功补偿装置容量计算方法
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
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
电容补偿计算方法完整版
电容补偿计算方法 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
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 =Q 2、相无功率Q‘ = 补偿的三相无功功率Q/3 3、因为：Q =2πfCU^2 ，所以： 1μF电容、额定电压380v时，无功容量是Q= 100μF电容、额定电压380v时，无功容量是Q= 1000μF电容、额定电压380v时，无功容量是Q=45Kvar 4、“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）在算出1相的无功功率Q/3； 3）在算出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= 100μF电容、额定电压10Kv时，无功容量是Q=3140Kvar 6、因为：Q =2πfCU^2 ，所以： 1μF电容、额定电压220v时，无功容量是Q= 100μF电容、额定电压220v时，无功容量是Q= 1000μF电容、额定电压220v时，无功容量是Q= 提高功率因数节能计算 我这里有一个电机，有功功率 kw 视在功率 kva 无功功率 kvar 功率因数cosφ= 电压是377V 电流是135A 麻烦帮我算一下功率因数提高到所节约的电能，以及需要就地补偿的电容容量，请给出公式和注意事项，感谢！ 满意答案 网友回答2014-05-03 有功功率是不变的，功率因数提高到以后，无功功率降低为Q＝P*tgφ＝ P*tg(arcosφ)=P*tg=*= 需补偿容量为 视在功率也减小为P/cosφ＝＝所节约的电能是不好计算的，因为电能是以有
无功补偿柜电容器容量的计算
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。 参照上面举例，我们可以知道：将额定电压为480V，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20.8kvar。
无功补偿计算及电压无功投切判据分析_王雷
无功补偿计算及电压无功投切判据分析 王 雷 (山东大学电力工程学院,山东济南250061) 摘要:介绍了变电站无功补偿的计算方法和电压无功动作的几种判据原理及特点,尤其是电压无功相关性复合控制判据。采用该判据,可以在保持无功调节次数和无功补偿效果不变的情况下,有效地减少有载分接开关的调节次数并提高电压质量。 关键词:变电站;无功补偿;电压无功控制 中图分类号:TM714 文献标识码:A 文章编号:1006-6047(2001)06-0017-03 设置补偿电容器是补偿无功功率的传统方法之一,它具有结构简单、经济、投切方便灵活等优点,在国内外得到了广泛应用。按电容器安装的位置不同,通常分为集中补偿、分组补偿和就地补偿3种方式。电容器的补偿容量与采用的补偿方式、未补偿时的负载情况、电容器接法有关。 1 并联电容器补偿容量计算 1 1 集中补偿和分组补偿电容器容量计算 采用集中补偿和分组补偿方式时,总的补偿容量由下式决定: Q C= av P C(tan 1-tan 2)(1)式中 P C为变电站供电的月最大有功计算负载; a v为月平均负载,一般取0 7~0 8; 1是补偿 前的功率因数角,可取最大负载时的值。 2是补偿后的功率因数角,参照电力部门要求确定。 电容器接法不同,每相所需容量不一样。当电容器为星形连接时: C Y=Q C/( U2)(2)当电容器为三角形连接时: C =Q C/(3 U2)(3) 1 2 就地补偿电容器容量计算 对单台异步电动机就地补偿时,若电动机与电源突然断开,电容将对电动机放电,易造成过电压,损坏电动机。为防止这种情况出现,补偿电容不宜过大,应以电容器在此时的放电电流不大于电动机空载电流I0为限,即 Q C=3U N I0(4)式中 U N为供电系统额定线电压。 若电动机空载电流I0查不到,可用下式估算: I0=2I N(1- N), N=cos (5)式中 I N, N为电动机的额定电流和额定功率因数。 2 补偿电容器自动投切判据比较 如何自动投切补偿电容器,目前并无统一的准则。由于各变电站现场调压、调相设备的配置情况及调控目标不同,根据实践经验,可有以下几种方法。 2 1 按功率因数大小投切[1] 这是电网无功控制的传统方法之一,它以电网中反映电压与无功相位差的功率因数 作为控制信号来控制并联补偿电容器的投切状态。然而功率因数 并不能准确反映电网中负荷的无功分量大小。如电网重载时,负荷的无功分量Q1很大,但由于Q1在负荷中所占比例较小,所测的功率因数角可能较小,甚至低于系统补偿的整定值,使控制装置对电网不做补偿,无法做到跟踪调节,表现出控制系统的迟钝性。当电网轻载时,功率因数角可能较大,但负荷的无功分量Q1并不大,此时对电网进行补偿,很容易造成过补偿,补偿装置要切除电容,系统又恢复到初态。如此反复,造成控制系统的投切振荡。不仅影响控制系统的可靠性和使用寿命,也将影响电网和用户设备的安全运行。 为克服上述缺陷,文献[2]采用了按不同的负载区间进行功率因数的多值自动整定及自动选取法进行自动投切,临界功率因数法[3]也是克服临界振荡的常用方法,其限定了轻载时的临界振荡区域,较有效地克服了电容投切时的振荡。 2 2 按母线电压高低投切 有功功率的波动一般对电网电压影响较小,电网电压波动主要是由无功功率波动引起的。据此某些对电压要求严格的枢纽变电站,仅以母线电压高低作为变电站无功自动调节的判据,而未考虑保持无功基本平衡这个原则,虽然据此构成的并联电容 第21卷第6期2001年6月 电力自动化设备 Electric Power Automation Equipment Vol.21No.6 Jun.2001 收稿日期:2001-01-04