01 从电容柜的模拟图说起

下图是一张普通的低压电容柜模拟图。从图中我们可以看到低压电容柜是并联在低压母线上的。图中的低压电容柜有8组补偿电容。

 

低压电容柜的内部元器件有： 刀开关 、 电流互感器 、 断路器 、 交流接触器 、 热继电器 、 补偿电容 、 低压避雷器 等。高压电容器也差不多，不过内部元器件全部换成相应高压等级的了，整体看上去比低压电容柜要大许多。

 

现在很多电容柜内部是没有热继电器的，在热继电器的地方取而代之的是一个小型电抗器，起抑制线路电流突变和谐波的作用，从而保护末端的补偿电容。图中补偿电容的型号是“ BSMJ-0.4-10-3 ”，其中 数字10 就是单个补偿电容能够提供额定容量为 10kvar 的无功， 8组全部投入 的话这个低压电容柜就总共可以提供 80kvar 的无功。

 

02 什么是无功功率，为什么要无功补偿

无功功率，就是 只进行了电能形式的转换 ，而不是被消耗掉的功率。我们都知道，电气设备有阻性、容性、感性三种性质。 阻性 ，很好理解，电阻形式的，电流通过阻性的元器件就是被消耗掉了的，例如电吹风机通过电阻丝把吹出来的空气加热，从而电能就转变成了热能。

容性和感性就不一样了。 容性 ，比如电容器，只是将电能储存起来了，在需要的时候还是可以释放出来的； 感性 也是，比如电抗器，是将电能转换成了磁场保存起来了，也是可以释放出来的。所以，从某种意义上来说，它们是不做功的，所以称之为“无功功率”。

不过，无功功率并非无用功，它实际上是工业的基础。没有无功，只有阻性元器件产生的有功功率的话，根本无法建立起如今的工业繁荣。最常见的，电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此， 没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合 。

 

所以，在正常情况下，用电设备不但要消耗有功功率，同时还需要从电源中取得无功功率。

1. 如果用电设备没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。

2. 如果用电设备没有足够的无功功率，向电网中索要无功功率，就会增加电网的损耗，加大线路的电压降，从而影响整个电网的正常运行。

所以，基本上配电房里都会有电容补偿柜，用作就地补偿；而且供电公司一般要求电容补偿的功率因素达到0.9以上。

当然， 供电公司也不允许过多的无功输送到电网中，因为这样会导致线路的电压升高 。所以，电容补偿柜一般都有个投切开关，投到“自动”档位，就可以根据实际情况投入所需要的电容数量了。

 

03 电容补偿多少合适呢

 

以 一台500kVA的变压器为例 ，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%，一般设计人员以30%来估算，即选取150Kvar为最大补偿容量，也就是安装容量。下面就是针对一台500kVA的变压器的无功补偿方案：

1 ） 无功补偿容量

150kvar 
3×40kvar(20kvar 20kvar)  
1×30kvar(20kvar 10kvar)

2 ） 智能电容器数量

3台 SWL-8MZS/450-20.20 
1台 SWL-8MZS/450-20.10

如果有电动机、变频器等设备，无功补偿的算法与变压器的算法又有些不一样了。

也可以 通过补偿前后的功率因素对比 来计算所需的无功补偿容量，比如：

1 ）某工厂的有功功率为600KW，无功功率为800Kvar，视在功率就是1000KVA，相应的功率因素就是     。

2 ）查询无功补偿容量计算系数表，根据补偿前后找到相应的系数F。如补偿前为0.6，补偿后想达到0.95，可以查得系数    

3 ）再通过计算公式：     ，就等于所需要补偿的无功总量了。     。

4 ）根据实际情况，可以适当放大一些余量，以防后续增添设备后无功不足。