关于低压电容器选型计算的分析-海文斯电气

在一民用建筑工程项目中，要求使用 10 kV 变电站，该项目配电方案设计要求用户 0.4 kV 侧的平均功率因数达到 0.95 以上。然而，现实中用户的功率因数很难达到预定要求，往往低于电业局规定的标准，那么就要在用户变电站 0.4 kV 侧装设无功补偿装置对系统提供无功功率来进行补偿，以此来提高功率因数，达到节能降耗，节省开支的目的。

低压电容器是低压无功补偿装置中主要的元器件，是对电力系统进行无功补偿的基础。而在设计此工程项目时，需要在电容器选型上，做出合理准确的判断。根据项目要求和实际用电情况选择准确的低压电容器参数是进行正常无功补偿的基础。

那我们来假设此建筑工程项目在0.4 kV一侧根据测算需要240Kvar的无功补偿容量，而电力系统的短路容量是10MVA，且在设计图纸中得到，该项目中存在单相的负载较多，用电系统中还存在有大量的三次谐波。据以上工程设计和实际情况来对地阿姨电容器进行选型分析。

根据上述要求系统低压侧需要240Kvar的补偿容量，给出以下补偿方案：

以低压电容器的自动补偿为主要补偿方式，在接线上采取三角形接线，对电容器进行4组的分组，每组电容器补偿60Kvar的容量。据此来分析低压电容器选型的问题。

在低压电容器型号的选择上组要分为额定电压选择和容量的选择两方面。

1. 低压电容器额定电压的选择

在低压电容器进行无功补偿时，会因实际线路的运行情况和连接负载的不同出现电压上的升高，基于以上考虑分为：

1. 低压电容器在投入使用时会引起母线电压升高

△U 为母线电压升高值；Ub 为电容器投入之前的母线电压，为 400 V；Q 为母线上运行的所有电容器容量；Sk 为电容器安装处的母线短路容量MVA。

根据上述公式，结合项目设计给出的数值：Ub =400，Q =240，Sk=10MVA，带入上述公式可得到△U =9.6V,即电容器投入运行后造成母线的电压升高9.6V。

2. 低压电容器与电抗器串联后会引起电容器两端电压升高，也就平时常说的容升现象。

根据计算电容器端电压Uc的公式

Uc 为电容器端电压，V；Un 为电容器连接处  母线电压，V；K 为电器容串联电抗器的电抗率13.5%。据上述公式可得到端电压Uc =474V。也就是说电容器在串入电抗器后其两端的电压升高到了474V。

3. 低压电容器工作的环境中有谐波存在时，也会造成电力系统中电压升高，并且低压电容器还应该随时满足1.15倍的电压下长期的运行的条件。

综合上述情况可得到该建筑项目应选择的低压电容电压值为525V.

2. 低压电容器容量的选择

根据上述项目电力系统的补偿要求，该项目需要240Kvar的补偿容量，但考虑实际的电网情况，考虑电压差距、串联电抗和实际的无功消耗，可通过下式计算出实际的补偿容量值：

Qc 为并联电容器的实际输出容量kvar；Qn为并联电容器的额定安装容量，kvar；Uc 为电容器端电压V；UN为并联电容器的额定电压V。

上式通过代入数据可得到Qn=340 kvar，因此每组电容器的补偿容量应为85Kvar。

因此，得到在低压电容器进行无功补时，选择的补偿容量应大于实际的补偿容量，选择的额定电压应大于实际运行过程中电压的最高值，这样才能确保电容器进行正常的无功补偿，达到用户0.95以上的功率因数要求。