低压无功补偿电容器基础常识讲解

时间：2022-01-19

较先，针对电容器大部分人都有一定的了解，但在之作为前缀上低电压、无功功率、补偿这种修饰词，很有可能便会一脸茫然。今日就与大伙儿简易聊一聊低电压无功功率补偿电容器。

较先我先简易讲解下什么叫电容器，掌握的朋友们可立即绕过此段內容。

电容器可以简便的正确理解为“装电的器皿”，是一种包容正电荷的元器件，英语名为capacitor。假如感觉这一定义有点儿抽象性，可以想象一下“充电电池”，电容器和电池有一点像。电容器是电子产品中大量的应用的电子元器件之一，广泛运用于电源电路中的隔直达交，藕合，旁通，过滤，自动调谐控制回路，热传递，操纵，补偿等层面，大家今日关键详细介绍作为低电压无功功率补偿的电容器。

有兴趣的好朋友还可以去百度搜索看看更详尽、更专业的界定，我这里也不进行论述啦

高能预警，一定要注意。

接下来大家就进到今日的主题——低电压无功功率补偿电容器一、什么叫功率因素、无功负荷、有功功率

1. 功率因素：

在交流电路中，只要是耗费在电阻器元器件上、输出功率不可避免换的那一部分输出功率（如离心水泵，把电磁能变换为机械动能）称之为功率因素，通称“有功功率”，用英文字母P表明，企业是瓦（W）或KW（KW）。它表明了交流电在电阻器元器件做作用力的大小，或单位时间内变化为任何方式能源的电磁能标值。事实上它是交流电流在一个时间内瞬时功率的均值，故又称为平均功率。它的尺寸相当于瞬时功率较高值的1/2，便是相当于电阻器元器件两边电压有效值与根据电阻器元器件中电流有效值的相乘。

2. 无功负荷：

在含有电感器（或电容器）的电源电路里，电感器（或电容器）在半周期时间的時间里把开关电源的动能变为电磁场（或静电场）的动能存储起來，在最后半周期时间的時间里又把存储的电磁场（或静电场）动能送还给开关电源。他们仅仅与开关电源进行动能互换，并没完全使用动能。大家把与开关电源互换动能的波动值称为无功负荷，以英文字母Q表明，企业为千乏（kvar）。

3. 有功功率：

交流电能够给予的总输出功率，称作“有功功率”或“主要表现输出功率”，在标值上是交流电路中工作电压与电流量的相乘。有功功率用字母S表明，即S=U×I，企业是伏安特性曲线（VA）或KVA（KVA）。它通常用于表明交流电机器设备（如变电器）的容量尺寸。有功功率既不等于功率因素，也不等于无功负荷，但它既包括功率因素又包括无功负荷。能不能使有功功率为800KVA的变电器导出800KW的功率因素，关键在于负荷的功率因数。

功率因素、无功负荷、有功功率三者相互关系可以用输出功率三角形来表明:

从而推翻出：

由公式计算得知，在工作电压U和电流量I一定的情形下，仅有提升cosφ功率因数的值，才可以提升功率因素P；而由具体工作中得知，开关电源负荷是有额定电流和额定电压的，负荷在运行时不允许**出其额定值的工作电压值Ue和电流In，因此假如cosφ值低，则会使电源设备的容量无法得到灵活运用，也会扩大电力线路的输出功率耗损，减少配电高效率。

再举一个日常生活的事例，如下图中，把有功功率当做是一满杯的啤洒，在啤酒容量（有功功率）一定的情形下，泡沫塑料（无功负荷）越少,喝下去的啤洒（功率因素）越多，这就是这三个主要参数相互关系。

二、应用无功功率补偿设备对电网的益处

电网中的电力工程负载如电机、变电器等，绝大多数归属于理性负载，在运转环节中必须向这种机器设备给予对应的无功负荷。在电网中安裝并接电容器等无功功率补偿机器设备之后，可以给予交流电流所耗费的无功负荷，降低了电网开关电源向理性负载给予、由路线运输的无功负荷，因为降低了无功负荷在电网中的流动性，因而可以提高路线和变电器因运输无功负荷导致的电量耗损，这就是无功功率补偿。

如下图，改装电容器补偿设备对比图：

电网导出的工作功率包含两一部分：一是功率因素；二是无功负荷。无功功率的传送加剧了电网负载，使电网耗损提升，系统软件工作电压降低，因此必须对它进行就近原则和就地补偿。

无功功率补偿的含义取决于：

1. 补偿无功负荷，可以提升电网中功率因素的占比参量；

2. 降低发、配电设备的设计方案容量，降低项目投资：

对新创建、改造工程，应考虑到无功功率补偿，便可以降低设计方案容量，进而降低项目投资。

3. 减少线损率：

公式计算：

在其中cosφ1为补偿前的功率因数，cosφ2为补偿后的功率因数

由于cosφ1**过cosφ2,因此功率因数提升后，减少了线损率率。

总的来说，提升功率因数cosφ可以降低发电量、配电设备的设计方案容量、降低项目投资、减少线损率，提升电网中功率因素的运输占比，这种都立即决策的经济收益。因此，功率因数是考评经济收益的主要指标值，整体规划、执行无功功率补偿刻不容缓。

三、应用无功功率补偿设备对用户的益处

在我国《功率因数调节水电费方法》中要求，由于电力工程生产制造的特性，用户用电量功率因数的多少，对发、供、用电量设施的灵活运用，节省用电和改进电流品质具有至关重要的危害。为了更好地提升用户的功率因数并保证其平衡，以提升供配电彼此和时代的经济收益，特制订功率因数调节水电费：

1. 功率因数的指标值以及应用领域：

（1）功率因数规范0.90，适用160KVA以上的髙压配电工业生产用户（包含社队工业生产用户）、配有带负载调节工作电压设备的髙压配电电力工程用户和3200KVA及以上的髙压配电电力工程排灌站。

（2）功率因数规范0.85，适用100KVA（KW）及以上的别的工业生产用户（包含社队工业生产用户）、100KVA（KW）及以上的非工业生产用户和100KVA（KW）及以上的电力工程排灌站。（3）功率因数规范0.80，适用100KVA（KW）及以上的农牧业用户和趸售用户，但大工业生产用户未划由电业立即监管的趸售用户，功率因数规范应是0.85。

2.功率因数的测算：

（1）凡推行功率因数调节水电费的用户，应安置含有防倒设备的无功功率电表，按用户每月好用有功功率用电量和无功功率用电量，测算月均值功率因数。

（2）凡配有无功功率补偿机器设备且有可能向电网倒送无功功率用电量的用户，应随其负载和工作电压变化立即资金投入或摘除一部分无功功率补偿机器设备，电业单位并应在收费计量检**改装含有防倒设备的反方向无功功率电表，按倒送的无功功率用电量与好用的无功功率用电量二者的平方根之和，测算月均值功率因数。

（3）依据电网必须，对大用户推行高峰期功率因数考评，改装纪录高峰期内有功功率、无功功率用电量的电表，据以测算月均值高峰期功率因数；对一部分用户还能够试运转高峰期、低谷期2个时间段各自测算功率因数。

简而言之，假如用户不改装无功功率补偿设备，则负荷必须的无功负荷就必须由电网来给予，自然不容易为用户付钱，从收水电费的形式上开展监管，对工业生产用户的电费计算方式汇总如下所示：

在其中，基本电费由较大需要量决策，电度水电费由具体耗电量决策，功率因数调节水电费则依照均值功率因数征缴或是奖赏。

四、如何挑选无功功率补偿计划方案

依据客户满意度明确一个科学合理的无功功率补偿计划方案，一般可以分成下列4个流程：

测算无功负荷安裝容量、挑选补偿方法、挑选电容器组的调节方法、挑选较合适的电容器补偿计划方案。

1. 测算无功负荷安裝容量：

无功负荷安裝容量可根据以下数据信息之一测算：

（1）输出功率估计（新创建工程项目）

（2）电气设备信用卡账单

（3）精确测量数据信息

举一个简洁的事例，假定某客户满意度如下所示：

系统软件工作电压 400V/50HZ，变电器容量为800kVA，均值功率因数为理性0.8，功率因素P=462KW，总体目标功率因数为0.95以上。如何计算无功功率补偿容量？

方式1：用补偿前后左右的功率因数值查询表获得一个指数K，用K乘于功率因素P值明确较少电容器安裝容量，即

如实例中，顾客负荷为462KW，cosφ1=0.8，为了更好地获得cosφ2=0.95，必须安裝一个无功负荷相当于K乘于P的电容器组，一般**品牌的电容器样版上都是有补偿容量计算表，以德力西电气B ** Js电容器样版为例子，查询表可获得如下所示信息内容：

因此，无功负荷较少安裝容量

依据工作经验，大家一般比较小值挑大一些，可以挑选补偿250Kvar的电容量。

方式一不太便捷的地点是，补偿容量是根据基础理论推算出来的精准值，必须随时随地查询表才行，离去样版就有点儿无计可施。

方式2：

在其中,cosφ1是补偿前的功率因数，cosφ2就是你要想做到的功率因数，QC是所需补偿的容量(kvar),P是路线总输出功率（KW），tanφ1是补偿前的功率因数角, tanφ2是补偿后的功率因数角。

或是大家刚刚的事例，cosφ1=0.8，cosφ2=0.95，P=462KW，

则必须补偿的容量

方式二一样是根据基础理论测算出的精确补偿值，它相比于方式一的益处是，单纯性的数学计算，不用查询表。

方式3：经验估计法

以上二种精确测算补偿容量的方法，全是根据负载的尺寸和功率因数来估算的，但大部分情况下这种值并不可以确切的精确测量，因此有工作经验的技术工程师一般依据变电器容量和电机输出功率，估计一个大致的补偿值。一般假如负荷是变电器得话，大约取变电器容量的30%开展补偿，例如实例中，变电器容量为800kVA，则必须补偿的容量QC=800*30%=240Kvar。一般来说，30%是较为妥当的经验，如果是工业生产用户，还能够比30%略微高一点儿；如果是民用型，则30%的值略微有点较高了（自然，富豪请忽视），这个时候可以对电容器开展分类，有一些电容器做为预留暂不交付使用就可以啦。

以补偿240Kvar的容量为例子，可以分成：30Kvar×6组=180Kvar，20Kvar×3组=60Kvar，累计240Kvar。

假如负荷是电机，则可以参考QC=0.9×额定电流×满载电流量× 开展补偿容量的挑选。

2. 明确电容器的组装部位，明确补偿方法

电容器补偿的常见方法分成下列几类，每一种补偿方法都是有彼此的优势与劣势：

（1）集中化补偿：在高低压配电路线中安裝并接电容器组；

（2）分类补偿：在配电变压器低电压侧和用户生产车间配电屏安裝并接补偿电容器；

（3）每台电机就地补偿：在每台电机处安裝并接电容器等。

改装无功功率补偿机器设备，不但可使输出功率耗费小，功率因数提升，还能够充足开发机器设备运输输出功率的发展潜力。

明确无功功率补偿容量时，应留意下面二点：

（1）在轻负载时要防止过补偿，倒送无功功率导致输出功率耗损提升，也不是经济发展的；

（2）功率因数越高，每KV补偿容量降低耗损的功能将缩小，一般而言，将功率因数提升到0.95便是有效补偿。

就三种补偿方法来讲，无功功率就地补偿摆脱了集中化补偿和分类补偿的缺陷，是一种比较健全的补偿方法：

（1）因电容器与电机立即并接，与此同时资金投入或停止使用，可使无功功率不逆流，确保用户功率因数自始至终处在落后情况，既有益于用户，也有利于电网。

（2）有益于减少电机启动时电流量，降低交流接触器的火苗，提升操纵家用电器工作中的稳定性，增加电机与控制系统的使用期限。

但无功功率就地补偿也是有其缺陷：

尽管无功功率就地补偿地区较大，实际效果也好，但它总的电容器安裝容量比其他二种方法要大，电容器使用率也低，因此不可以*替代髙压集中化补偿和低电压分类补偿。反过来，髙压集中化补偿和低电压分类补偿的电容器容量相对性较小，使用率也高，且能补偿变电器本身的无功功率耗损。综上所述，这三种补偿方法都各有运用范畴，应联系实际明确应用场所，各尽其责。

返回刚刚的例子中，假定顾客规定“电容补偿柜安裝于配电房室”，则我们可以挑选集中化补偿的方法。

3. 挑选电容器组的调节方法

（1）电容器补偿容量≤ 15% Sn（变电器容量），可以选用时间常数补偿：不用调整，联接一个时间常数电容器组就可以；

（2）电容器补偿容量> 15% Sn （变电器容量），可选用自动调节补偿：电容器分多步投切，做到所需规定。

返回刚刚的例子中，变电器容量为800kVA，大家测算的较少补偿容量QC=200Kvar，200/800=25%，则大家需要挑选自动调节补偿。

4.选择适合电容器（依据环境和谐波电流危害）

（1）办公环境：工作温度/环境湿度、人均寿命/年投切频次、过电流量/工作电压振荡……

（2）谐波电流危害:谐波电流轻度环境污染场地、谐波电流中度污染场地、谐波电流重度污染场地……

（3）考虑到办公环境:工作环境对电容器的使用寿命有较大危害，挑选电容器时要遵循一些主要参数，例如工作温度 (ºC)、必须考虑到过电流量、有关的工作电压振荡，包含较大的不断过压值、每一年较多的转换运作频次、人均寿命的要求等。

（4）考虑到谐波电流：依据不一样的抗压强度强烈推荐不一样的计划方案，例如基本型电容器：纯电容器计划方案，适用轻、轻中度谐波电流环境污染；自动调谐型电容器：与调谐串联电抗器相互配合应用，适用中重度谐波电流环境污染(很多非线性负荷)。串联电抗器是必不可少的，以限定谐波循环系统，与此同时防止共震；自动调谐过滤器：当互联网中关键全是非线性空载时，规定抑止谐波电流。根据当场互联网精确测量和现代电子技术，必须*特设计方案。

五、无功功率补偿电容器未来发展发展趋势

伴随着社会的快速发展和电力工程电容器技术性的发展，传统式的无功功率补偿设备落伍的控制板技术性和落伍的脚踏式交流接触器或机电一体化电源开关做为投切电容器的投切技术性，早已无法达到众多用电量顾客的必须，这个时候，新一代的智能电容器应运而生。智能电容器集成了现代测控，电力电子，网络通讯，自动化控制，电力电容器等先进技术。改变了传统无功补偿装置体积庞大和笨重的结构模式，集各种控制功能于一体，从而使新一代低压无功补偿设备具有补偿效果更好，体积更小，功耗更低，节约成本更多，使用更加灵活，维护更加方便，使用寿命更长，可靠性更高，适应了现代电网对无功补偿的更高要求。

如下图所示，传统的电容补偿装置一般包括控制器、保护元件、投切开关、传统电容器几部分，其中保护元件一般用分断能力较高的熔断器，但是现实生活中，很多用户会选择用一个小微断，因为熔断器需要不停的更换熔丝比较麻烦，小微断可以自动跳闸则省去了不断换熔丝的烦恼，只是小微断的分断能力比较低，一般在6KA或者10KA左右，存在一定的风险。一般电容柜在成套厂组装，需要工人用线将各种元器件连接起来，费时费力，特别是现在人工越来越贵，成套厂的成本压力巨大。相反，智能电容器则非常简单，以德力西电气CDCE9智能电容器为例，该产品采用傻瓜式的接线方式，操作简单，自带RS485通讯组网设计，无论是联网还是多台电容器并联，都可以直接用标配的网线插接即可，节省了大量的安装时间。

CDCE9低压智能电容补偿装置为改善供电功率因数、提高电网效率提供解决方案。该产品的主要应用领域有：电力配电系统、工业配电系统、**商业建筑及小区配电系统、轨道交通配电系统、箱变、成套柜、户外配电箱、两网JP柜招标等。为了更好的展示智能电容补偿方案的优势，我们用一个表格做对比分析：

以上就是为大家介绍的低压无功补偿电容器常识，希望对刚刚入行的朋友有些启发，专业人士别拍砖哈！

词条
词条说明
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