无功补偿电容电抗组合容量计算学习

来源:
丰兰
2022/09/29 15:15
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有关无功补偿学习之一

 

  • 电抗率的概念:

在进行无功补偿或进行滤波的电容器组上,为了减少合闸涌流和滤除谐波,大多在电容器组中串联一组电抗器,这个串联电抗器的电抗值XL与电容器组的容抗值XC之比就是该组电容器装置的电抗率。其中感抗和容抗计算公式分别如下:

XL=ωL=2πfLXL是感抗,单位为欧姆Ω,L是线圈电感,单位为亨利H

Xc=1/ωC=1/(2πfC)Xc为感抗,单位为欧姆Ω,C是电容值,单位为法拉F

ω是交流发电机运转的角速度,单位为弧度/秒,π是圆周率,f,是频率,单位为赫兹Hz

电抗率=XL/Xc

 

二、电容器串联电抗后其端电压会升高:

电容器串联电抗器后,电容器端电压会升高,为了便于分析,画出电流与电压向量图,如图一所示(为方便理解,以分补为例,共补同理)。

 

 

 

 

 

 

    

如图,以电流I为基准,电抗器上压降UL超前电流90°,电容器上压降滞后电流90°,两者相差180°。外加电压UN为两者向量和。从图中看出:

UC-UL=UN           公式一

由欧姆定律得:UC=XC*IUL=XL*I;则:

UL=XL/XC*UC       公式二

公式二代入公式一,得出:电抗与电容器串联回路,电容两端电压相对系统电压UN上升,且电压为:UC=1/(1- XL/XC )UN     公式三

UL=1/(XC/XL-1 )UN                         公式四

 

三、电容器串联电抗器等效容量输出计算

则根据400V纯电容输出功率Qc=UN2/Xc    公式五

电容串电抗输出功率QC’’=UC2/XC 电抗消耗功率QL=UL2/XL  

实际电抗与电容组合有效输出功率Qc=QC’’-QL

经过以上各公式代换即得Qc=1/1- XL/Xc Qc

即电容器串联电抗后其等效输出为1/1-电抗率)倍的电网额定电压下的容量kvar

举例:某品牌电容器组与电抗器组合为,电容器480V 33.9kvar ,电抗器7%电抗率 25kvar

实际组合后电容有效输出为:1/(1-7%)*(400/480)2*33.9kvar25kvar

 

四、补充说明:

电抗的感抗与电容的容抗之比及电抗率,同本身特性相关,与电压等级无关。本身特性和电源频率相关,处于同一个电源回路也就是一样的。

所谓电容器电压等级代表工作耐压能力,实际输出就同工作额电压关联。