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电能质量-无功中电容器补偿电流计算方法
[ 2022/4/19 15:42:00 | By: 欧高技术 ]
 
一、在低压配电现场,经常看到无功补偿柜,俗称功率因数提升柜,这类柜体主要特点都是由一套或多套L(电抗元件)C(电容元件)无源器件组成的无功功率吸收装置。
二、原理上讲:就是将无功功率通过LC组成容感抗Z,将无功功率吸收,这样大幅度减少在网的无功功率(这部分功率被LC吸收转化为热能消耗),从而提升有功功率与视在功率的均方根比值COS∠=SQRT(P*P)/SQRT(S*S)),从而达到提升功率因数的目的,在用电侧是有经济价值,这个前面文章中已经提到,对于电源配送单位其实主要改善的了用户侧电能输配效率。

P:有功功率 在交流电系统中 在一个周波内内,同相位角电流电压的乘积;
Q:无功功率 在交流电系统中 在一个周波内内,不同相位电流电压的乘积;
S:有功功率 在交流电系统中 在一个周波内内,所有相位角电流电压的乘积;

三、现场经常被问到是无功补偿电容,电抗,这些器件吸收无功能力底如何, 一般情况下,业界采用补偿电流的大小来衡量,那么如何计算补偿电流呢? 下面给出一个基本计算方法:

几个常数:
1. SQRT(3)=1.732
2. SQRT(2)=1.414
3. PI=3.141492653589

补偿电容器吸收电流计算方法:

假定条件 1.
要达到50Kvar无功输出。一般需配置电容器为70Kvar电容器。其额定电流为:81.6A,
假定:电网额定电压为:500V-AC,产品型号:7R50+XD70。根据公式计算:
1、额定电流 I=Q÷(1.732·U)=70÷(1.732X0.5)=80.83≈81A  
2、根据 I=U/Z=U÷(1/wc)=wc·U        
3、wc=I/U=81÷0.5=162uF
上面的意思是: 为了在500V~ 电网中 吸收 70KVA的无功, 需要一个162uF的电容  :)


假定条件 2.
1、当电容器运行在480V系统电压下时:I=wc·U   Q=1.732U·I    电流(A) I=162X0.48=77.76A≈78A
容量(Kvar) Q=1.732U·I=1.732X0.48X77.76=64.6≈65 uF
2、当电容器运行在450V系统电压下时:   补偿电流(A) I=162X0.45=72.90A≈73A
容量(Kvar) Q=1.732U·I=1.732X0.44X72.90=56.8≈57 uF
3、当电容器运行在440V系统电压下时: 补偿电流(A) I=162X0.44=71.28A≈71A
容量(Kvar) Q=1.732U·I=1.732X0.44X71.28=54.3≈54uF
4、当电容器运行在420V系统电压下时: 补偿电流(A) I=162X0.42=68.04A≈68A
容量(Kvar) Q=1.732U·I=1.732X0.42X68.04=49.49≈50uF
综上计算公式可知,当系统电压越低,运行电流也变小,其实际需要的补偿容量则越小。

场景1
一般低压配电系统运行电压为380V±5%。 取其上限+5%计算。U=380+(380X0.05)=399≈400V。考虑其加装7%电抗器后,电容器端电压被抬高大约28V左右(为什么? 因为对于交流电而言电抗会产生感抗-交流电流作用在感康上,电抗器两端会产生交流电压).实际运行电压假定约为430V~(理论计算 428V~)。  
需要补偿电流(A) I=162X0.43=69.66A≈70A
补偿电容容量(Kvar) Q=1.732U·I=1.732X0.43X69.66=51.8≈52uF

注:感抗通直流阻交流 ,容抗通交流阻直流,  电阻又阻交又阻直 。当 R+L+C叫做阻抗Z。 当R+C+L对于标准直流电时, R+C+L=0 对于交流电含脉冲直流时 C+L 的阻值,R阻为常数,C阻将近似反比频率F,L阻将近似正比频率F。 :) 特斯拉和爱迪生因此干仗  : )
这部分理论要回头找找高等数学,电路原理。复习一下,主要看看微分积分的物理意义,电路理论的周期三角波电流响应,脉冲电流响应,周期方波脉冲电流响应,高低幅值激励电流响应,量子束电流响应,低质量粒子子(质子+中子+电子+夸克)电流处理,光子(无质量粒子)反质量电流响应。     

场景2
如果低压配电系统运行电压为380V±0%,考虑其加装7%电抗器后,电容器端电压被抬高大约28V左右,实际运行电压假定为410V~(380V+28V)。      
需要补偿电流(A) I=162X0.41=66.42≈67A
容量(Kvar) Q=1.732U·I=1.732X0.41X66.42=47.16≈48uF

(当前市场常见的低压补偿电容 50KVAR/每相 25KVAR/每相)

   
 
  • 标签:电能质量 
  • 群组:电能质量知识 
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