大多数人都听说过电容器，但如果在前缀上加上低电压、无功功率、补偿等形容词，他们可能会不知所措。今天给大家简单介绍一下低压无功补偿电容器。

首先简单介绍一下什么是电容，知道的朋友可以直接跳过这一段。

电容器可以简单理解为“带电的电容器”，是一种容纳电荷的器件。英文名称是。如果你觉得这个概念有点抽象，你可以对“电池”下定决心。电容器有点像电池。电容器是电子设备中应用最广泛的电子元件之一。广泛应用于电路中的隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制、补偿等。功率补偿电容。

有兴趣的朋友也可以去百度看看更详细更专业的定义。德教授在此不再赘述！

前方高能，请注意。

接下来我们进入今天的话题——低压无功补偿电容器

01

什么是有功功率、无功功率、视在功率

1. 有功功率：

在交流电路中，消耗在电阻元件上并进行不可逆转换的部分功率（如水泵，将电能转化为机械能）称为有功功率，简称“有功功率” ，用字母P表示，单位是瓦（W）或千瓦（KW）。它反映了交流电源执行电阻元件功能的能力，或单位时间内电能转化为其他形式能量的值。其实就是交流电在一个周期内的瞬时功率的平均值，所以也叫平均功率。它的大小等于最大瞬时功率的1/2，

2. 无功功率：

在有电感（或电容）的电路中，电感（或电容）将电源的能量转换为磁场（或电场）的能量持续半个周期，并将储存的磁场储存在另一个半个周期。（或电场）能量被送回电源。它们只是与电源交换能量，并不真正消耗能量。我们称与电源无功功率交换的能量的幅值，用字母 Q 表示，单位为千瓦（kvar）。

3. 视在功率：

交流电源可以提供的总功率，称为“视在功率”或“视在功率”，在数值上是交流电路中电压和电流的乘积。视在功率用字母S表示，即S=U×I，单位为伏安（VA）或千伏安（KVA）。通常用于表示变压器等交流电力设备的容量。视在功率既不等于有功功率也不等于无功功率，但它包括有功功率和无功功率。视在功率的变压器能否输出800KW的有功功率，主要取决于负载的功率因数。

有功功率、无功功率和视在功率之间的关系可以用一个功率三角形来表示：

由此推断：

从公式可以看出，当电压U和电流I一定时，只有增大cosφ功率因数的值，才能增大有功功率P；从实际工作中可以看出，电源负载有额定电压和额定电流，负载在工作。不允许超过额定电压值Ue和电流值In，所以如果cosφ值低，供电设备的容量不能得到充分利用，输电线路的功率损耗也会增加，电源效率会降低。

再举一个生活中的例子，如下图所示，视在功率被视为一整杯啤酒。在一定啤酒容量（表观功率）的条件下，泡沫（无功功率）越少，喝得越多。啤酒（有功功率）越多，这就是这三个参数之间的关系。

02

使用无功补偿装置对电网的好处

电网中的大部分用电负载，如电机、变压器等，都是感性负载，运行时需要为这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备后，可以提供感性负载消耗的无功功率，降低电网供电给感性负载提供并由线路传输的无功功率。因此，可以减少因无功在线路和变压器中传输而引起的功率损耗，这就是无功补偿。

如下图，电容补偿装置安装前后对比：

电网输出的功率包括两部分：一是有功功率；另一个是无功功率。无功的传输增加了电网的负荷，增加了电网的损耗，降低了系统电压，因此需要就近就地补偿。

无功补偿的含义是：

1. 补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数；

2. 降低发电供电设备的设计容量，减少投资：

对于新建和改建项目，应充分考虑无功补偿，从而减少设计容量，从而减少投资。

3. 线损减少：

公式：

其中cosφ1是补偿前的功率因数，cosφ2是补偿后的功率因数

因为cosφ1大于cosφ2，所以功率因数提高后线损率降低。

综上所述，提高功率因数cosφ可以降低发电和供电设备的设计容量，减少投资，降低线损，提高电网有功功率的传输比，直接决定和影响经济效益的供电企业。因此，功率因数是评价经济效益的重要指标，规划实施无功补偿势在必行。

03

使用无功补偿装置对用户的好处

我国《功率因数调整电费办法》规定，针对电力生产的特点，用户用电功率因数的高低对发电、供电和用电设备的充分利用、节能降耗等有重要影响。和电压质量改善。为提高用户的功率因数并保持其平衡，从而提高供电和消费者及社会双方的经济效益，特制定功率因数调整电价：

1. 功率因数标准值及其适用范围：

（1）功率因数标准0.90，适用于以上的高压供电工业用户（包括社区和团队工业用户），配备负载调节电压装置的高压供电电源用户及以上高压供电电力排灌站。

（2）功率因数标准0.85，适用于其他（千瓦）及以上工业用户（包括社会和团队工业用户）、（千瓦）及以上工业用户和电力灌溉100 kVA（千瓦）及以上的排水站。

（3）功率因数标准0.80，适用于（kW）及以上的农业用户和批发用户，但大型工业用户不指定为电力行业直接管理的批发用户，功率因数标准应为 0.85。

2.功率因数的计算：

（1）实施电费功率因数调整的用户，应安装带防坠装置的无功电能表，根据用户每月实际有功功率和无功功率计算月平均功率因数。

（2）任何配备无功补偿设备且有可能向电网输送无功的用户，应随着负载和电压的变化及时投入或切断部分无功补偿设备。在计量点安装带防坠落装置的反向无功电能表，按反向无功功率绝对值与实际无功功率之和计算月平均功率因数。

(3）根据电网需要，对大用户进行峰值功率因数评估，并安装记录高峰时段有功、无功功率的电能表，计算月平均峰值功率因数；对于某些用户，您也可以尝试在运行的高峰期和低谷期分别计算功率因数。

总之，如果用户不安装无功补偿装置，负载所需的无功功率需要由电网提供，电力公司当然不会为用户付费，所以电力公司控制从收取电费的方式。电力公司对工业用户电费的计算方法总结如下：

其中，基本电费由最大需量决定，电费由实际用电量决定，功率因数调整电费按平均功率因数征收或奖励。

其中，基本电费由最大需量决定，电费由实际用电量决定，功率因数调整电费按平均功率因数征收或奖励。

04

如何选择无功补偿方案

根据客户需要确定合理的无功补偿方案，一般可分为以下四个步骤：

计算无功装机容量，选择补偿方式，选择电容器组的控制方式，选择合适的电容器补偿方案。

1. 计算装机无功容量：

无功装机容量可根据下列数据之一计算：

(1） 功率估算（新建）

(2） 电费单

(3） 测量数据

举个简单的例子，假设客户有以下需求：

系统电压为400V/50HZ，变压器容量为，平均功率因数为感性0.8，有功功率

P=462KW，目标功率因数0.95以上。如何计算无功补偿容量？

方法一：用补偿前后的功率因数值查表，得到一个系数K，用K乘以有功功率P值，确定电容器的最小装机容量，即

例如，客户负载为462KW，cosφ1=0.8，为了得到cosφ2=0.95，需要安装无功功率等于K倍P的电容器组. 上面有补偿容量计算表。以德力西电气BSMJs电容样品为例，查表可得到以下信息：

因此，最小无功装机容量

根据经验，我们一般选择比最小值大的值，可以选择补偿电容。

第一种方法的不便之处在于补偿容量是根据理论计算得出的准确值，需要随时查表，留样有点无奈。

方法二：

其中，cosφ1是补偿前的功率因数，cosφ2是要达到的功率因数，QC是要补偿的容量（kvar），P是线路总功率（KW），tanφ1是补偿前的功率因数角, tanφ2 为补偿后的功率因数角。

还是我们刚才的例子，cosφ1=0.8, cosφ2=0.95, P=462KW,

需要补偿的容量

方法二也是基于理论上计算的精确补偿值。与方法一相比，它的优点是简单的数学计算不需要查表。

方法三：经验值估计法

上述两种准确计算补偿容量的方法都是根据负载的大小和功率因数来计算的，但是大多数时候这些值是无法准确测出的，所以有经验的工程师一般根据变压器容量和电机功率。近似补偿值。一般负载为变压器时，以变压器容量的30%左右进行补偿。例如，在这种情况下，变压器容量为 QC=800*30%=。一般来说，30%是一个比较安全的经验值。如果是工业用户，可以略高于30%；如果是民用的话，30%的数值略高（当然土豪请无视），这个时候可以对电容进行分组，部分电容可以暂时不投入使用作为备件。

以补偿容量为例，可分为：×6组=、×3组=、总计。

如果负载是电机，可以参考QC=0.9×额定电压×空载电流×

选择补偿容量。

2. 确定电容器的安装位置，确定补偿方式

常用的电容补偿方法分为以下几种，各有优缺点：

（1）集中补偿：在高低压配电线路中安装并联电容器组；

（2）群补：在用户车间的配电变压器低压侧和配电盘上安装并联补偿电容器；

（3）单电机现场补偿：单电机安装并联电容等。

安装无功补偿设备，不仅可以降低用电量，提高功率因数，还可以充分挖掘设备传输功率的潜力。

在确定无功补偿容量时，应注意以下两点：

（1）轻载时要避免过补，反送无功增加功率损耗也是不经济的；

(2）功率因数越高，每千伏补偿容量的降损效果越小。通常，将功率因数提高到0.95是合理的补偿。

就三种补偿方式而言，无功就地补偿克服了集中补偿和群补的缺点，是一种比较完善的补偿方式：

（1）由于电容和电机直接并联，同时开启或关闭，无功功率无法反向，用户的功率因数始终处于滞后状态，对用户和电网都有好处。

(2）有利于降低电机的启动电流，减少接触器的火花，提高控制电气工作的可靠性，延长电机和控制设备的使用寿命。

但就地补偿无功功率也有其缺点：

虽然无功就地补偿面积最大，效果好，但其电容器总装机容量大于其他两种方式，电容器利用率也较低，不能完全替代高压集中补偿和低压群补偿。相反低压无功补偿，高压集中补偿和低压群补的电容器容量比较小，利用率也高，而且可以补偿变压器本身的无功损耗。综上所述，这三种补偿方式各有适用范围，使用场合应根据实际情况确定，各司其职。

回到上一个案例，如果客户要求“电容器柜要安装在低压配电室”，那么我们可以选择集中补偿方式。

3. 选择电容器组的控制方式

（1）电容补偿容量≤15%Sn（变压器容量），可采用定值补偿：无需调整，接定值电容组即可；

（2）电容补偿容量>15%Sn（变压器容量），可采用自动调节补偿：电容多级切换，满足要求。

回到前面的情况，变压器容量QC=我们计算的最小补偿容量，200/800=25%，那么我们应该选择自动调整补偿。

4.选择合适的电容（根据工作环境和谐波影响）

(1） 工作环境：环境温度/湿度、平均寿命/年开关次数、过流/电压干扰……

(2）谐波影响：谐波污染轻微的地方、谐波污染中度的地方、谐波污染严重的地方……

（3）考虑工作环境：工作环境对电容的寿命影响很大，选择电容时要遵循一些参数低压无功补偿，比如环境温度（℃），需要考虑过电流，相关的电压扰动，包括最大连续过电压值、每年最大开关操作次数、平均寿命要求等。

(4）考虑谐波：根据不同的强弱推荐不同的解决方案，如标准电容：纯电容解决方案，适用于轻中度谐波污染环境；调谐电容：配合调谐电抗器使用，适用于重度谐波污染环境（大量非线性负载）。需要电抗器来限制谐波电流循环，同时避免谐振； 调谐滤波器：当网络主要是非线性负载时，需要进行谐波抑制。基于现场网络测量和计算机模拟，需要特殊设计。

05

无功补偿电容器的未来发展趋势

随着时代的发展和电力电容器技术的进步，传统的无功补偿装置落后的控制器技术和落后的机械接触器或机电开关作为投切电容器的投切技术已不能满足绝大多数用电需求。 . 客户的需求，此时，新一代智能电容应运而生。智能电容器集成了现代测控、电力电子、网络通信、自动控制、电力电容器等先进技术。它改变了传统无功补偿装置笨重笨重的结构模式，集成了多种控制功能，使新一代低压无功补偿设备补偿效果更好、体积更小、功耗更低、更节省成本。使用更灵活，维护更方便，使用寿命更长，可靠性更高，适应现代电网对无功补偿的更高要求。