電機功率補償電容計算方法

❶ 電容補償公式

以感性負載有功功率1KW、功率因數從0.7提高到0.95時所需電容補償量：

有功功率：P＝1KW

視在功率(功率因數0.7時)：S1＝1/0.7≈1.429(KVA)

無功功率：Q1＝根號(S1×S1－P×P)＝根號(1.429×1.429－1×1)≈1.02(千乏)

功率因數0.95時的視在功率：S2＝1/0.95≈1.053(KVA)

無功功率：Q2＝根號(S2×S2－P×P)＝根號(1.053×1.053－1×1)≈0.329(千乏)

電容無功補償量：Qc＝Q1－Q2＝1.02－0.329≈0.691(千乏)

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電容補償就是無功補償或者功率因數補償。電力系統的用電設備在使用時會產生無功功率，而且通常是電感性的，它會使電源的容量使用效率降低，而通過在系統中適當地增加電容的方式就可以得以改善。 電力電容補償也稱功率因數補償，（電壓補償，電流補償，相位補償的綜合）。

在交流電路中，電阻、電感、電容元件的電壓、電流的相位特點為在純電阻電路中，電流與電壓同相位；在純電容電路中電流超前電壓90°；在純電感電路中電流滯後電壓90°。從供電角度，理想的負載是P與S相等，功率因數cosφ為1。

此時的供電設備的利用率為最高。而在實際上是不可能的，只有假設系統中的負荷，全部為電阻性才有這種可能。電路中的大多數用電負荷設備的性質都為電感性，這就造成系統總電流滯後電壓，使得在功率因數三角形中，無功Q邊加大，則功率因數降低，供電設備的效率下降。

功率三角形是一個直角三角形，用cosφ（即φ角的餘弦）來反映用電質量的高低，大量的感性負載使得在電力系統中，從發電一直到用電的電力設備沒有得到充分的應用，相當一部分電能，經發、輸、變、配電系統與用戶設備之間進行往返交換。

從另一個方面來認識無功功率，無功功率並非無用，它是感性設備建立磁場的必要條件，沒有無功功率，我們的變壓器和電動機就無法正常工作。因此，設法解決減少無功功率才是正解。

實際應用中，電容電流與電感電流相位差為180°稱作互為反相，可以利用這一互補特性，在配電系統中並聯相應數量的電容器。

用超前於電壓的無功容性電流抵消滯後於電壓的無功感性電流，使系統中的有功功率成分增加，cosφ得到提高，實現了無功電流在系統內部設備之間互相交換。這樣就減少了無功佔用的部分電源設備容量，從而提高了系統的功率因數，從而也就提高了電能的利用率。

補償的基本原則

1．欠補償

補償的電容電流要求小於被抵消的電感電流。補償後仍存在一定數量的感性無功電流，令cosφ小於1但接近1。

2．全補償

按照感性實際負荷電流配置電容器，IC=IL將感性電流用容性電流全部抵消掉，令cosφ等於1。

3．過補償

大量投入電容器，在全部抵消掉電感電流後，還剩餘一部分電容電流，此時原感性負載轉化為容性負荷性質。功率因數cosφ仍然小於1。

在以上的三種情況中，按電路規律進行分析後，確定補償的基本原則為欠補償最為合理。全補償在RLC混聯電路中，如若電感電流與電容電流相等時，系統中就會發生電流諧振，設備中將產生幾倍於額定值的沖擊電流，危及系統和設備安全。

過補償既不經濟也不合理，當系統負載性質轉換為容性時，在功率因數超過1以後，反而降低。而且在超過l的同時也可能引起電路電流諧振。以上兩種補償方式顯然都不可取。

補償的基本原則就是必須採用欠補償方式，補償後的功率因數則要求小於1，並且盡量接近1。為了防止諧振，一般將上限確定在0.95。