无功补偿改造电容器容量的计算方法

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。

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。

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?

我们首先需要考虑如下问题:①电抗器抬高了电容器的端电压; ②电抗器与电容器的无功功率是方向相反的。

串入电抗器后无功补偿支路功率的变化按照下述公式计算:

QL+C=QC/(1-电抗率)

注:QL+C表示电容器和电抗器串联支路的功率;QC表示电容器串联电抗器前的功率

例:补偿支路采用额定电压为480V，额定功率为60kvar的电容器，应用于400V系统中，

(1)此时纯电容器补偿支路的输出功率为:

Q400=Q480×(4002/4802)

=60×(4002/4802)

≈41.667kvar

(2)当此电容器支路串联7%电抗后，电容器+电抗器的补偿支出输出功率为:

QL+C=QC/(1-电抗率)

=41.667/(1-7%)

≈44.80kvar

还有点小疑惑?没关系，下面我们放到实际工作中的场景中来看，再举实例来说明:

场景1:在400V电压等级的无功补偿柜里，设计为8个支路，每个支路采用480V，50kvar的电容器，每条支路串联7%的电抗，用以抑制5次谐波的影响。

问1:此电容柜的安装容量为多少?

50kvar×8=400kvar

答:此电容柜的安装容量为400kvar。

问2:此电容柜的输出容量为多少?

400kvar×(4002÷4802)÷(1-7%)

≈400kvar×0.75

=300 kvar

答:此电容柜的输出容量为300kvar。

场景2:400V电压等级的无功补偿柜，设计为8个支路，每个支路采用525V，50kvar的电容器;每条支路串联14%的电抗，用以抑制3次谐波的影响。

问1:此电容柜的安装容量为多少?

50kvar×8=400kvar

答:此电容柜的安装容量为400kvar。

问2:此电容柜的输出容量为多少?

400kvar×(4002÷5252)÷(1-14%)

≈400kvar×0.675

=270 kvar

答:此电容柜的输出容量为270kvar。

基本上就是按照公式QL+C=QC/(1-电抗率)，

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