無功補償櫃電容器的容量換算問題不知道這個問題,你遲早被坑!

2021-02-24 電工來了


在無功補償領域，我們經常會問的一句話是：電容器容量是多少？

這裡的「容量」又指電容器的額定容量，其實是指電容器的功率，單位用kvar（千乏）來表示。

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從下面這個公式可以看出電容器的功率與電壓的關係：

Q=2πfCU²

Q表示電容器的功率，單位var

f表示系統頻率，50Hz/60Hz

C為電容器容量，單位uF(微法）

U表示系統電壓，單位kV(千伏）

由上面表達式可以看出，電容器的功率與施加到電容器兩端的電壓平方成正比。

每一隻電容器都有一個參數叫做額定電壓，對應額定電壓則有一個額定功率。

例如：選擇電壓為450V，額定功率為30kvar的電容器。

問1：當額定電壓為450V，額定功率為30kvar的電容器，用在400V系統中，其輸出功率為多少呢？


這就是我們經常碰到的問題，電容器的額定電壓都是高於系統的額定電壓的。

通過上面的公式，我們可以很快算出來：

Q400=Q450×（400²/450²）

=30×（400²/450²）

≈23.7 kvar

問2：為什麼要選擇額定電壓高於系統電壓的電容器呢？

電容器經受過電壓危害時將快速損壞。為了保障電容器的運行安全，需要選擇額定電壓大於系統電壓的電容器。


到這個階段我們知道了，如果無功補償支路設計為純電容器的話，無功補償支路的輸出功率要根據電容器的額定電壓和系統電壓進行折算。

這也就是我們常說的安裝功率（安裝容量）和輸出功率（輸出容量）。

安裝功率常指電容器的額定功率；

輸出功率常指電容器在系統電壓下的實際輸出功率。

參照上面舉例，我們可以知道：將額定電壓為450V，30kvar的電容器應用於400V無功補償系統，則此系統安裝容量為30kvar，其輸出容量為23.7kvar。

問3：當電容器串聯電抗後，電容器與電抗器組成的補償支路功率是多少呢？

需要考慮如下問題：1）電抗器抬高了電容器的端電壓；2）電抗器與電容器的無功功率是方向相反的。

串入電抗器後無功補償支路功率的變化按照下述公式計算：

QL+C=QC/(1-電抗率）

其中

QL+C表示電容器和電抗器串聯支路的功率

QC表示電容器串聯電抗器前的功率

例：補償支路採用額定電壓為480V，額定功率為60kvar的電容器，應用於400V系統中。


此時純電容器補償支路的輸出功率

Q400=Q480×（400²/480²）

=60×（400²/480²）

≈41.667 kvar

當此電容器支路串聯7%電抗後，電容器+電抗器的補償支出輸出功率

QL+C=QC/(1-電抗率）

=41.667/(1-7%)

≈44.80kvar

上面的內容都是理論的東西，那對於我們銷售的實踐來說，需要注意哪些問題呢？

1. 討論電容器的價格時，例如：某某公司電容器代理價給到300元/kvar，這300元是對應的電容器額定容量，也即額定功率或安裝容量。

2. 如果某臺電容櫃只標註了300kvar的容量，按照安裝容量和輸出容量來分別設計方案，其造價是不一樣的。

我們再舉實例來說明。

例1：400V電壓等級的無功補償櫃，設計為8個支路，每個支路採用480V，50kvar的電容器；每條支路串聯7%的電抗，用以抑制5次諧波的影響。

A. 此電容櫃的安裝容量為多少？

50kvar×8=400kvar

此電容櫃的安裝容量為400kvar。

B. 此電容櫃的輸出容量為多少？

400kvar×（400²÷480²）÷（1-0.07）

≈400kvar×0.75

=300kvar

此電容櫃的輸出容量為300kvar。


例2：400V電壓等級的無功補償櫃，設計為8個支路，每個支路採用525V，50kvar的電容器；每條支路串聯14%的電抗，用以抑制3次諧波的影響。

A. 此電容櫃的安裝容量為多少？

50kvar×8=400kvar

此電容櫃的安裝容量為400kvar。

B. 此電容櫃的輸出容量為多少？

400kvar×（400²÷525²）÷（1-0.14）

≈400kvar×0.675=270kvar

此電容櫃的輸出容量為270kvar。

這個時候，我們對於安裝容量和輸出容量已經有了更深刻的認識。

菜鳥要問了：我們在電容電抗的銷售過程中，一般談容量都是指哪個容量呢？

答：慣例或者默認的情況下，都是指電容器的額定容量，或無功補償櫃的安裝容量。

切記！不知道這一點，被坑了都不知道哦。


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