如何确定无功补偿电容的容量及方式？

按补偿电容安装的位置可分为就地补偿和集中补偿。就地补偿一般将补偿电容安装在就地设备附近，而集中补偿则将补偿电容安装在低压成套开关柜中。集中补偿方式所配置的补偿电容的容量要小于就地补偿方式所配置的补偿电容容量，并且电容器的功率与用电设备所产生的无功功率能够相互匹配。

以下是低压成套开关设备中补偿电容容量的计算方法：

1.确定补偿电容容量的方法一

首先计算确认功率因数cosφ：

式中 P——企业的计算有功功率；

Q——企业的计算无功功率；

α、β——年平均有功、无功负荷系数，其中α取值为0.7～0.75，β取值为0.76。

采用人工补偿后，最大的计算负荷功率因数应当在0.9以上。

对于已经生产的企业，确定平均功率因数的计算方法如下：

式中 W_m——月有功电能的消耗量，即有功电能表的读数（kW·h）；

W_rm——月无功电能的消耗量，即无功电能表的读数（kvar·h）。

知道了功率因数cosφ后，再确定电容器的容量Q_C

Q_C=P（tanφ₂-tanφ₁）（4-16）

补偿后的功率因数为

在上式的计算过程中，按三角学可推算出cosφ与tanφ之间的关系：

2.确定补偿电容容量的方法二——简便的计算方法

（1）针对电力变压器的无功功率补偿

通常在确认低压开关柜内的电容器容量时只需要进行大致的计算即可，因为低压开关柜内的补偿电容器必须保留有足够的调整的容量。补偿电容器容量与变压器视在功率之间的经验公式是：

Q_C=0.3αS （4-18）

式中 S——电力变压器的视在功率；

α——同时性因数。

在一般情况下，可取同时性因数α=1。

【例4-4】 补偿电容简便计算范例(www.xing528.com)

若电力变压器的视在功率S为1000kvar，试确认补偿电容容量。

解：将数据代入式（4-18）：

Q_C=0.3αS=0.3×1×100×10³=300×10³var

计算出低压开关柜内的补偿电容器容量为Q_C=300kvar。

（2）针对电动机回路的就地电容补偿

在实际电力系统中包括异步电动机在内的绝大部分电器设备的等效电路可以看作电阻R与电感L的串联电路，其功率因数为

当R、L电路并联接入C后，该电路的电流方程如下：

I=I_C+I_RL（4-20）

图4-22所示为补偿的向量图。

从图4-22中的左向量图可以看出，I与U的相位差变小了，即供电回路的功率因数提高了。

图4-22中的左向量图为欠补偿，即电流向量滞后于电压向量；右向量图为过补偿，即电流向量超前于电压向量。

通常不希望出现过补偿，这样会使变压器的二次电压升高，并且容性的无功功率同样要造成电能损耗，还会增大电容的温升和损耗，影响电容寿命。

表4-12是电动机负载为改善功率因数而需要配置的补偿电容器容量：

图4-22 过补偿和欠补偿

表4-12 电动机负载的补偿电容器容量表

（续）

对于一般的电动机负载其功率因数为0.7，若需要将功率因数补偿到0.9，则从表中可以查得0.54kvar。若有功功率为100kW，则补偿电容容量为54kvar。

对于三相交流异步电动机，其补偿功率Q_C不允许大于空载无功功率的90%，避免因为电动机停机造成补偿过度后的出现的过电压。

对于补偿电动机负载的补偿电容，也有简化的近似计算公式：

Q_C≤0.35P_n （4-21）

式中 Q_C——补偿电容的容量；

P_n——电动机的功率。