大型电动机无功补偿计算
最新三相异步电动机就地无功补偿容量的计算及应用
三相异步电动机就地无功补偿容量的计算及应用三相异步电动机就地无功补偿容量的计算及应用学院：物理与机电工程学院专业：电气自动化技术学号：20100486311姓名：李有维指导老师：江国栋【摘要】随着工业化程度的加速发展，电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展。
三相异步电动机在工农业生产及人们的日常生活中却有极其广泛的应用。
从三相异步电动机的作用和性能为出发点，探究三相异步电动机的机械特性及功率因数与无功补偿容量的计算及应用。
【关键词】三相异步电动机机械特性功率因数无功补偿容量目录1、三相异步电动机的机械特性 02、电动机的功率因数 (1)3、电动机无功补偿的分类 (1)4. 三相异步电动机就地无功补偿容量计算 (2)5、低压异步电动机就地无功补偿 (4)5.1三相低压异步电动机就地和功补偿的好处 (5)5.2对电动机进行无功补偿应注意谐波危害 (7)6、小结 (8)参考文献： (8)三相异步电动机就地无功补偿容量的计算及应用三相异步电动机具有结构简单，运行可靠，价格低，维护方便等一系列优点。
因此三相异步电动机被广泛应用在电力拖动系统中，尤其是随着电子技术的日新月异，使得三相异步电动机的性能得到了大大的提高。
目前三相异步电动机被广泛用在各个工业自动化电气控制领域中，就不得不对它的某些性能进行探索。
1、三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速与电磁转矩之间的关系。
由于转速与转差率有一定的对应关系，所以机械特性也常用转矩，转差率之间按一定的对应关系成立。
三相异步电动机的电磁转矩是由转子电流和主滋通相互作用所产生的。
转子电流与气隙磁密度作用产生电磁力，遵守电磁力定律，但是由于转子电流滞后转子电动势，在气隙磁场同一极性下面的各转子有效导体中，电流方向不会相同，所以电磁转矩与转子电路的功率因数有关。
[1]主磁通决定于定子电动势，而定子电动势则决定于定子的电压平衡关系，当定子漏阻抗电压降可以忽略不计时，定子电动势与电网电压相平衡，因为电网电压实际上是恒定的，所以主磁通可以近似认为是恒定的。
无功补偿
无功补偿的意义
谐波电流会对供电系统中的电器设备产生损害，不仅 造成企业检修费用提高，而且对供电系统的安全稳定运行 埋下很大隐患。 基于以上分析，要求企业必须对供电系统存在的此类 危害进行治理。无功功率补偿技术(SVC)是一种挖掘现有
电力资源潜力、改善电能质量、消除此类事故隐患的行之
有效的方法之一，对供电系统的安全稳定运行具有非常重 大的意义。
吴佳祥
无功补偿
无功补偿的意义 无功补偿的基本原理
提高功率因数的方法
无功补偿的意义
随着我国电力工业的不断发展大范围的高压输电 网络逐渐发展形成，同时对电网无功功率的要求也日
益严格。无功功率如同有功功率一样，是保证电力系
统的电能质量、降低电能损耗以及保证其安全运行所 部不可缺少的部分。电网无功功率不平衡将导致系统 电压的巨大波动，严重时会导致用电设备的损坏，出 现系统电压崩溃和稳定破坏事故。
无功补偿的意义
研究无功功率，可以解决现代电力系统中与无功功率相关的一 系列技术问题。与无功功率相关的技术问题很多，主要有：
1.无功功率静态稳定问题； 2.电容性无功功率引起的发电机自励磁问题； 3.因潜供电流引起的单相快速自动重合闸电弧不能熄灭问题；
4.冲击性无功负荷的调节问题；
5.无功功率中的高次谐波公害和闪变问题； 6.跟随馈电系统引起的负荷功率因数的变化与改善问题。
无功补偿的基本原理
无功补偿的基本原理实质上就是把具有容性功率 负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路上, 能量
在两种负荷之间相互交换。这样， 感性负荷所需要的
无功功率可由容性负荷输出的无功功率来补偿。即把 原来是由电网或者变压器提供的无功功率， 改为由交 流电力电容器来提供。
大中型泵站电动机启动及无功补偿装置的选择
用 的直接启动 、变频器 启动、 自耦变压器启 动、电抗器启动 、变压器抽头启动 、热 变电阻启 动、磁控 电抗器启 动及 开关变压器启动等方式及第 １ 、３代 无功补偿 装置 的选择 进行 了技术 经济方 面 的分 析 比较，提 出 了一些个 人观 、２
点 ，供 同行 探 讨 。
关键词 电机启动 中图分类号
热变电阻启 动装 置是近年来 采用 的一种 启动方 式 ，是 传统液阻启动的改进 型。其基本 原理 与传统液 阻启动 基本 相 同，其技术在 我国具有 独立知 识产权 ，在 我 国矿 山、冶 金 、石化等领域 的电动机上 已采用 ，但 其运行 经验与 其他 方式相 比还不够丰富。启 动 电流一般为 ２ ，启 动时问 ～４Ｉ ｒ
对所要启 动 的电机容量 足够 大 ，如 果供 配电 系统 的容 量不
够 ，机组启动时就会使电网产生很大压降 以及 出现机组启动
失败等问题 。另外 ，采用全压异步启动 的电机造价 比采用变
站 ，采用变频启动 方式 ，其综合 投资及 工程 整体性 能均 可
能较优 ，特别是 对于 有变 速运 行工况 的泵 站 ，此时 ，变 频
频启动的电动机要高。但 由于此种方式简单、方便 ，只要工
程 比选合理 ，宜优先考虑选用 （ 对于重要 的特 大型泵站 ， 但 还 是应全 面慎重考 虑） 。如果供电 系统 的电源不具有 足够大 的 容量 ，要达到 良好启动 目的 ，就需要改善供配 电系统了 ，其
启动方式往往可能成为一种更为合理 的方 案。
１２２ 磁 控 电 抗 器启 动 方 案 ．．
磁控 启动是从 普通 电抗器 启动方 式衍生 出来而优于 普
通 电抗器启动 的一种方式。问世 已有 １ 多 年 ，是我 国具 有 ０
变电所负荷计算和无功补偿的计算
变电所负荷计算和无功补偿的计算1 计算负荷的方法及负荷计算法的确定由于用电设备组并不一定同时运行，即使同时运行，也并不一定都能达到额定容量。
另外，各用电设备的工作制也不一样，有连续、短时、断续周期之分。
在设计时，如果简单地把各用电设备的额定容量加起来，作为选择导线截面和电气设备容量的依据，选择过大会使设备欠载，造成投资和有色金属的浪费；选择过小则会使设备过载运行，出现过热，导致绝缘老化甚至损坏，影响导线或电气设备的安全运行，严重时会造成火灾事故。
为避免这种情况的发生，设计时，应用计算负荷选择导线和电气设备。
计算负荷又称需要负荷或最大负荷。
计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。
在供电设计中，通常采用半小时的最大平均值作为按发热条件选择电气设备和导体的依据。
用半小时最大负荷来表示其有功计算负荷，而无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流则分别表示为、和。
我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。
由于需要系数法的优点是简便，适用于全产和车间变电所负荷的计算，因此本设计变电所的负荷的计算采用需要系数法。
2 需要系数法的基本知识(1).需要系数需要系数是用电设备组在最大负荷时需要的有功功率与其设备容量的比值，即=/=/ 式(1)用电设备组的设备容量，是指用电设备组所有设备（不含备用设备）的额定容量之和，即=。
而设备的额定容量，是设备在额定条件下的最大输出功率。
但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不一定都满负荷，同时设备本身和配电线路都有功率损耗，因此用电设备组的需要系数为=/式(2)式中代表设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与30P 30Q 30S 30I dK d K max P e P 30P eP eP NK e P ∑NP dK K ∑LK e WLηηK ∑全部设备容量之比;代表设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量之比；代表设备组的平均效率；代表配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率与首段功率之比。
高压电动机就地无功补偿的选型及计算公式
深圳市三和电力科技有限公司 密码为0 电机就地无功补偿相关计算 系统电压UL/kV 10 电容器额定线电压Uc/kV 11 电抗率K 0.06 电动机额定功率Pn/Kw 2000 电动机负载率β 1 参数值 电动机效率η 0.95 Kf----补偿系数，推荐为0.9 0.9 补偿前电机功率因数COSφ 1 0.9 补偿后目标功率因数COSφ 2 1 电动机额定电流In/A 135.053 电动机空载电流IO/A 28.096 功率因数--计算容量Qo1/kvar 1019.625 空载电流--计算容量Qo2/kvar 437.973 计算值 功率因数--安装容量Qc1/kvar 1159.ห้องสมุดไป่ตู้22 空载电流--安装容量Qc2/kvar 498.151 成套装置实际选择安装容量Qc 750 成套装置实际输出无功容量Qo 659.399 电机原无功功率 1019.625 实际值 补偿后实际功率因数 0.986 电容器实际运行电流 38.070 可降低电流 38.070 计算的空载电流 27.011
壹伍零 零贰零玖 柒零玖贰
P1=Pn×β ÷η P1为电机实际输入功率 电容器额定电流小于90% 电动机空载电流，故可 避免产生自励磁现象， 当装置额定容量按上述 配置时，补偿效果良好 。
Q0 Qc U 0 2 U C 1 K
2
P ) 1 tg (cos1 ) 1 ] 1 [tg (cos
负荷计算及无功补偿
8
在计算补偿用电力电容器容量和个数时，应考虑 实际运行电压可能与额定电压不同，电容器能补偿的 到实际运行电压可能与额定电压不同，电容器能补偿的 实际容量将低于额定容量，此时需对额定容量作修正： U 2 Qe = QN ( ) UN
4
2.4.6.2 功率因数对供电系统的影响 （1）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电 气元件，容量增大，从而使工厂内部的启动控制设备、 测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。 测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。 （2）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能 损耗。 损耗。 （3）线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机 线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机 及其它用电设备的正常运行。 （4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。
人工补偿无功功率的方法主要有以下三种： • • • 并联电容器补偿 同步电动机补偿 动态无功功率补偿
7
用静电电容器（或称移相电容器、电力电容器） 用静电电容器（或称移相电容器、电力电容器） 作无功补偿以提高功率因数，是目前工业企业内广泛 作无功补偿以提高功率因数，是目前工业企业内广泛 应用的一种补偿装置。 应用的一种补偿装置。 电力电容器的补偿容量可用下式确定 Qc=Pav（tanϕ1-tanϕ2）=αPca（tanϕ1-tanϕ2）
瞬时功率因数值代表某一瞬间状态的无功功率的 变化情况。 变化情况。
1
（2）平均功率因数 平均功率因数指某一规定时间内，功率因数的平 均值。其计算公式为 1 Wa cosϕwm = = 2 2
无功补偿及计算
无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。
无功补偿的合理配置原则,从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。
为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。
(1 ) 总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主。
(2) 电力部门补偿与用户补偿相结合。
在配电网络中，用户消耗的无功功率约占50%～60%，其余的无功功率消耗在配电网中。
因此，为了减少无功功率在网络中的输送，要尽可能地实现就地补偿，就地平衡，所以必须由电力部门和用户共同进行补偿。
(3) 分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主。
集中补偿，是在变电所集中装设较大容量的补偿电容器。
分散补偿，指在配电网络中分散的负荷区，如配电线路，配电变压器和用户的用电设备等进行的无功补偿。
集中补偿，主要是补偿主变压器本身的无功损耗，以及减少变电所以上输电线路的无功电力，从而降低供电网络的无功损耗。
但不能降低配电网络的无功损耗。
因为用户需要的无功通过变电所以下的配电线路向负荷端输送。
所以为了有效地降低线损，必须做到无功功率在哪里发生，就应在哪里补偿。
所以，中、低压配电网应以分散补偿为主。
(4) 降损与调压相结合，以降损为主。
2、影响功率因数的主要因素功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外，还需要无功功率。
当有功功率P一定时，如减少无功功率Q，则功率因数便能够提高。
在极端情况下，当Q=0时，则其力率=1。
因此提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。
2. 1、异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。
而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。
高压无功就地补偿装置容量计算公式
系统电压U L /kV
10电容器额定线电压Uc/kV 11电抗率K
0.06电动机额定功率P N /Kw 280电动机负载率β1电动机效率η
0.928Kf----补偿系数，推荐为0.90.9补偿前电机功率因数COS φ10.79补偿后目标功率因数COS φ20.9电动机额定电流I n /A 22.05069775电动机空载电流I O /A
9.2612930570.9倍电动机空载电流I O1/A 8.335163751功率因数--计算容量Qo 1/kvar 88.03179048空载电流--计算容量Qo 2/kvar 144.3692711功率因数--安装容量Qc 1/kvar 100.1273585空载电流--安装容量Qc 2/kvar 164.2056089
成套装置实际选择安装容量Qc 120
成套装置实际输出无功容量Qo 105.5037806成套装置额定工作电流I N （A） 6.298366573电机原无功功率Q 1
234.16346补偿后实际功率因数cos φ'0.919861729补偿后实际功率因数cos φ'
0.919861729
参数值
计算值
实际值。
220kV变电站无功补偿容量的合理配置
220kV变电站无功补偿容量的合理配置摘要：电力系统中，无功合理分布是保证电压质量和经济运行的重要条件。
220kV变电站作为城市电网的重要节点，合理的无功配置对于提高负荷功率因数、减少电力输送损耗、改善电能质量有着十分重要的意义。
在变电站设计中，应根据地区特点对220kV变电站的无功补偿容量进行合理配置和选择。
本文主要分析探讨了220kV变电站无功补偿容量的合理配置情况，以供参阅。
关键词：220kV变电站；无功补偿；容量；配置引言随着社会的不断发展，国民对用电量的需求越来越大，对于无功需求也相应增长，所以我国的配电系统呈现超负荷现状。
基于此，相关工作人员如何针对配电网进行合理、高效的无功补偿是当下保证配电网进行安全运行的前提条件，这与国民能否获得高效、安全的用电有极大的关系。
1 220kV变电站常用无功补偿设备（1）同步调相机。
同步调相机相当于一台不带负荷的同步电动机，是使用最早的无功补偿装置，造价昂贵，操作复杂，因此在并联电容器补偿方式出现后，使用较少，但是在某些要求较高的场合，具有一定的优势：①能够提供平滑无极的无功输出，可以根据系统中无功负荷的变化灵活得对电压进行调整；②既可以做无功负荷，也可以做无功电源；③可以与强励装置配合，在系统高电压剧烈波动时进行调整。
（2）并联电容器。
电容器作为无功补偿装置，具有显著的优势。
首先，它造价低廉，运行和维护简单，损耗少，效率高，并且几乎没有噪音。
但是它只能作为无功电源使用，输出的无功是阶跃变化的，并且在系统电压急剧变化时失去调节作用。
（3）并联电抗器。
并联电抗器大多作为无功负荷使用，将电网电压限制在一定水平内，还可以与中性点小电抗配合，消除潜供电流。
目前，大多采用损耗小、造价高的高压电抗器。
（4）静止补偿器。
静止补偿器（SVC）是近年来由于电子技术的进步而兴起的一种电力电子补偿装置。
与以上三类补偿设备相比，可以对动态冲击无功负荷进行补偿。
SVC最大的优点是可以快速进行调节。
浅析如何利用同步电动机实现无功补偿
浅析如何利用同步电动机实现无功补偿张慧慧（广东省水利水电第三工程局有限公司，广东东莞523710）摘要：功率因数在电力系统中有着举足轻重的作用，功率因数无论过大还是过小，都对电网或电气设备不利，为了使其保持在合理区间，在电气设备运行中，往往会采取一定的技术手段进行人为调节，即通过改变无功，从而改变功率因数，也就是无功补偿。
无功补偿技术的发展经历了多个阶段，到目前为止已经形成了多种无功补偿的技术。
本文将从同步电动机如何进行无功调节的角度进行简要的分析说明。
关键词：功率因数、无功补偿、励磁、同步电动机。
我们都知道在电气设备运行时，功率因数cosψ不能太低，功率因数太低会造成电能浪费，而功率因数也不能太高，功率因数太高尤其当功率因数接近于1时，此时只剩下有功功率p，即感性无功和容性无功几乎相抵消，那么在电路中极有可能会表现为感性阻抗与容性阻抗发生串联或并联谐振，而这对电气设备运行是极其不利的。
根据运行经验，电气设备在功率因数取0.9～0.95之间运行最佳。
所以当功率因数太低或太高时，我们都需要对进行无功补偿，以保证功率因数在合理区间内。
所以无功补偿在电力系统中有着不可忽缺的作用，选择合理的无功补偿方式，不仅可以减少经济投入和电能浪费，还可以提高电能质量，否则就会产生谐波、电压波动等诸多不利因素。
无功补偿发展至今，已经形成了多种补偿技术，目前所用到的无功补偿装置主要有电容补偿（较为常用）、同步调相机补偿、静止无功补偿SVC、静止同步补偿SVG等。
在上述几种补偿技术中，同步调相机补偿技术本质上就是励磁可调但空载运行的同步电动机，即在其转轴上不带机械负载，而通过调节励磁电流大小改变其发出无功的大小及性质，从而达到无功补偿的效果。
同步调相机不进行机械能和电能的转换，只是补偿电力系统所需的无功功率，从而改善功率因数。
既然同步调相机无功补偿本质上就是通过改变空载运行的同步电动机所发出的无功功率的大小和性质进行无功补偿，那么当励磁可调的同步电动机带负载后还能不能在保持其有功不变的情况下进行无功调节，下面我们就进行简要的分析：同步电机由隐极机和凸极机，而隐极机仅为凸极机的特例，为了简便期间，下述分析均以隐极机为例。
电力系统无功补偿点的确定及其补偿方法
电力系统无功补偿点的确定及其补偿方法摘要：现阶段，随着我国科学技术的不断发展，电力系统在发展过程中已经日渐趋向自动化以及智能化，但是在这个过程中仍然沿用着一项技术，那就是无功补偿技术，该技术是我国电力系统最根本，最传统的一项电力技术，现阶段在我国电力系统中仍然得到了广泛的运用，但是在实际的应用过程中对于无功补偿点的确定及其补偿方法仍然存在着很多问题，这些问题对我国电力系统的消耗是非常大的，因此，本文就针对电力系统无功补偿点的确定方法及其补偿方法展开了相关的论述。
关键词：电力系统；无功补偿点；补偿方法1、前言在电力系统的运作过程中，电网的负荷能力以及容量都是非常有限的，但是在实际的运作过程中随着居民用电量以及生产用电量的不断增加，会导致电容量以及负荷随之提升，这时如果不对电力系统做出相应的调整，那么电网的运行就会受到很大的安全威胁。
通常情况下都会采用减少无功损耗的方式来降低负荷以及电容量的增加，而该技术在具体的应用过程中所得到的效果也是非常明显的，为了进一步提高对该技术的应用效果，必须要针对无功补偿点的寻找以及所采取的具体补偿方法进行进一步的确定［1］。
2、在电力系统中采取无功补偿方法的重要意义现阶段我国科学技术发展速度是非常快的，而各种自动化技术在发展过程中也逐渐应用到各行各业的中，给很多行业都带来了极大的发展契机，因此，在我国电力系统的发展过程中，有很多企业也企图采用一些其他的方式来代替无功补偿的作用，但是通过实际的操作，很多自动化技术在具体的使用过程中逐步出现了各种各样的问题，而且有很多问题所带来的后果是非常严重的，已经危及到了居民的用电安全，而且对于我国经济发展来说也是非常不利的。
而通过对比发现，只有采取无功补偿技术，才可以有效的保证电力系统的安全运行。
目前我国居民的人口数量是非常庞大的，而且我国经济发展的速度也在不断的增加，在这种背景下，电力系统所承担的压力负担是非常大的，因此每做出任何一个决定或要进行一项改革，都要充分考虑到居民以及生产的用电安全和供电的稳定性。
无功补偿配置标准与安装
6
6无功补偿
6.0.1设计中应正确选择电动机、变压器的容量，并应降低线路感抗。当工艺条件允许时，宜采用同步电动机或选用带空载切除的间歇工作制设备等。
6.0.2当采用提高自然功率因数措施后，仍达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。
6.0.12高压电容器组宜根据预期的涌流采取相应的限流措施。低压电容器组宜加大投切容量且采用专用投切器件。在受谐波量较大的用电设备影响的线路上装设电容器组时，宜串联电抗器。
《供配电系统设计规范》GB50052-2009
(见P11)
7
第六节、常用无功补偿与谐波滤波技术
《实用电气工程设计手册》上海电气工程设计研究院2011年（见P95）
6.0.3用户端的功率因数值，应符合供电部门的有关规定。
6.0.4采用电力电容器作为无功补偿装置时，宜就地平衡补偿，并符合下列要求：
1、低压部分的无功功率应由低压电容器补偿；
2、高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿；
3、容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率宜单独就地补偿；
4、补偿基本无功功率的电容器组，应在配变电所内集中补偿；
无功补偿配置标准与安装
序号
配置标准、计算方法与控制方式
安装标准
参考文献
1
第四十四条50kVA及以上动力用户包括高压用户和接公变的低压用户，必需在用户端安装具有自动投切的无功补偿装置。
《柳州供电局配电工程及电缆线路设计与施工规定》(见P5)
2
4.8无功补偿及调整
按分散就地平衡原则，专用10KV客户功率因数应大于0.9，50KW及以上接在公用变的客户功率因数应达到0.9以上，公用线在配电变压器低压侧安装无功补偿设备，公用线变电站侧功率因数也应达到0.9以上，住宅小区及一户一表工程的配电变压器和公用配电变压器在低压侧安装无功补偿和配电终端。
无功补偿计算书
无功补偿计算：
负荷：6kv电机12台800kw水泵
一般电动机额定负载时的功率因数约在0.75~0.90，根据设备手册，本工程取值
0.87。
1.集中补偿方式
当负荷负载率为额定总负荷的70％时，功率因数最高为0.87
公式：Q＝Q1－Q2＝P*（tgφ1－Ptgφ2）=（Pn/η）*（tgφ1－Ptgφ2）Pn-电动机额定功率KW
η-效率
cosφ1-电动机补偿前功率因数（水泵电机功率因数保证值）
cosφ2-电动机补偿后功率因数
本公式中，Pn=9600kW，η=95.32％，cosφ1=0.87，cosφ2=0.95,
由上计算可得Q=9600÷0.9532×(0.567-0.329)=2397Kvar
采用集中补偿，自动跟踪补偿，分组投切方式。
2 .单台电机就地补偿方式
单台电机就地补偿计算方式同上，单台就地补Q=200 Kvar
采用就地补偿时，根据规范要求，电动机补偿容量不能超过电机空载无功功率，即Q≤0.9*1.732*U*I0
由以上两个条件选择补偿容量。
高压电机无功补偿容量计算
高压电机无功补偿容量计算1. 前言在高压电机运行过程中，由于电动机的特点，其呈现出较低的功率因数。
为了提高功率因数和优化电网质量，需要进行无功补偿。
无功补偿容量的计算是无功补偿设计中的重要一环。
本文将介绍高压电机无功补偿容量的计算方法，希望对读者有所帮助。
2. 什么是无功补偿？在交流电路中，电源供电给负载时，电能不仅转化为有用功，同时也转化为无用功，如电动机的磁场能、感应电磁场的能量等。
当负载中的有用功消耗完毕时，会产生一定程度的电网电压波动，从而影响整个电网的正常工作。
无功补偿的作用就是使交流电路中的功率因数接近1，从而减轻电网压力，提高电网质量。
3. 无功补偿容量计算方法在进行无功补偿设计时，需要用到无功补偿容量计算。
无功补偿容量的计算方法主要有以下几种：3.1 根据电动机的额定容量计算一般来说，根据电机的额定容量可以推算出其对应的无功补偿容量。
具体计算方法如下：无功补偿容量Qc = k × Sn其中，Sn为电机额定容量（单位：kVA），k为无功功率系数。
在实际应用中，一般取k=0.3-0.4。
例如，一台电机的额定容量为1200kVA，取k=0.35，则其无功补偿容量为Qc=420kVar。
3.2 根据电机的功率因数计算电机的功率因数越低，表示电机的无功功率越大，需要补偿的容量也就越大。
根据电机功率因数可以推算出其对应的无功补偿容量。
具体计算方法如下：无功补偿容量Qc = Sn × [(tgϕ1 - tgϕ2)/tgϕ2]其中，tgϕ1为电机原有功率因数的正切值，tgϕ2为目标功率因数对应的正切值。
例如，一台电机的额定容量为1000kVA，功率因数为0.75。
我们希望将其功率因数提高到0.9，则其无功补偿容量为Qc=333.3kVar。
3.3 根据电网的容量计算在一些情况下，需要根据电网的容量来计算无功补偿容量。
具体计算方法如下：无功补偿容量Qc = k × Pn^2/(Un×cosϕ)其中，Pn为电网的额定容量，Un为电网的额定电压，cosϕ为电网的功率因数。
补偿的容量的计算方法如下
补偿的容量的计算方法如下：首先需要计算有功。
P=560*0。
33=185KW，无功为Q=185*tg（arccos0.33）=528Kvr，补偿后有功不变，设补偿后的功率因数为：0。
92,补偿后无功Q=P＊tg（arccos0.92）=78Kvar二者相减即为需要补偿的量:528—78=450Kvar，以上是安装变压器的最大负荷计算的，如果你的视在功率没有那么大，那么同等按照S=1.732*U*I得出视在功率,带入上市即可计算。
变压器空载状态下电流很小，S9系列的变压器空载电流约为额定电流的1。
6～2%，空载电流可以近似全部等效为无功电流.如果变压器的容量较小，空载变压器的无功消耗也很小,可以不加补偿，如果变压器容量较大,可以考虑加电容器补偿。
应注意，补偿变压器自身的无功损耗应该在高压侧补偿月平均功率因数为0。
3是用电量过少导致的，一般负载的平均功率因数约0。
7附近,若从0.7提高到0。
9(补偿略高于标准0。
85）时,每KW负载需电容补偿量为0。
536KVra，需总电容量：160×0。
8×0.536≈69（KVra)以每个电容为16KVra，按5个组成一个自动投切电容补偿柜计，价格约6000元附近.因月用电量过少，变压器无功损耗最低限额约3460度（不用电也是该数），这部分在低压计量时是以无功电表度数相加后计算的,尽管视在功率因数补偿接近0.9也是不能达标的，若有功月电量越过1。
5万度才有可能达标.用电量过少最好是变压器降容,小于100KVA不考核功率因数。
参考月平均功率因数公式就会明白其中关系的.我们单位现在用的是315KVA的三项变压器，现在2次侧的每项电流是100A,应时下社会的节能要求，我想把它换成160KVA的，容量是否可以？冗余多少容量？还想问的是我换成160KVA的以后,相比原来的315KVA的，每年能为单位节省多少电量,请给出答案并列出计算依据。
谢谢。
最佳答案以下只是估算：1》315KVA变压器的二次侧电流才100A附近，显然有功变损是以固定（底额）电度额结算的，每月有功变损电量约1380度；而160KVA二次侧电流额定电流约231A，有功变损基本上也是以固定(底额）电度额结算的，每月有功变损电量约705度，每年能节省电量:1380－705×12＝8100（度）2》315KVA变压器无功变损电量约6600度，因用电量过小，月结功率因数应很低，约≤0.5，因不达标的（标准为0。
无功补偿
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无功补偿原理
正弦波的特征量：
Im
i
i I m sin t
t
Im
特征量:
： 电流幅值（最大值）
： 角频率（弧度/秒）
： 初相角
两种正弦信号的相位关系
同 相 位
i2
2 1
i1
i2
1 2 t i 与 i2同相位 1
1 2 0
低压动态无功补偿装置
共补：
用接触器投切电容器称为MSC。接触器投入过程中，产生非常大 的电流，也就是常说的合闸涌流，实验表明合闸涌流严重时可 达电容器额定电流的50倍。这不仅影响电容器和接触器的使用 寿命，而且对电网造成冲击，影响其它设备的正常工作。其缺 点：涌流大，寿命短，故障多，维修费用高。 用无触点开关投切电容器称为TSC技术。它的平均动态响应时间 ≤10ms，最大20ms,控制器最快响应时间≤20ms，多组投切一次 到位≤40ms。 它投切是无涌流、无噪音、无过压、不怕灰尘、对电网不产生 污染、使用寿命长、可长时间免于维护、电容切除后不必放电 可马上投入等优点。 它彻底解决了快速变化和冲击负荷的补偿，尤其是一次到位的 寻优投切，有效的抑制电压闪变。对于像电焊机、点焊机。轧 钢机、油田抽油机等负载采用传统投切方式无法进行补偿， KFTBBWD型低压无功补偿装置可以圆满解决以上问题。
或
无功补偿与节电
2、增加电网的传输能力，提高设备利用率 由公式可知，在保持S不变时，功率因数提高后，可多输送有功 功率。
P S cos
无功补偿与节电
3、减少设备容量
P S COS
由公式可知，在保持P不变时，功率因数提高后，设备的容量将 减少。 4、改善电压质量
电机就地无功补偿举例加说明
电机就地无功补偿举例加说明2011-12-15 07:50mzflong分类：工程技术科学|浏览1385 次举例说明55KW电动机加电容补偿后的省电情况,补偿前功率因数0.75，预计补偿后0.9每小时能省多少电？列出计算公式并加以说明谢谢！还有个问题，功率因数达到0.95以上电力公司是不是有奖励呢？？回答好后追加公司有很多大功率电机，想以一台电机的省点情况来反应补偿前后的差别！在低压柜柜里有个自动补偿装置但是补偿不足。
电费单上的功率因数是0.75预计需要补偿到0.9以上电动机参数Y2-250M-4 380V Δ 额定电流103A 电机名牌上的cosφ0.8 7需要补偿多大的电容？24小时运行能省多少电需要写出计算公式和说明谢谢！分享到：2011-12-16 20:43知识大富翁，挑战答题赢iPhone！提问者采纳采用电容补偿的企业是不能省电也不耗电的，只是提高了功率因数，不致被罚款甚致得到奖励，月平均功率因数高于考核标准就有奖励。
每高于标准0.01，将从电费总额奖0.15%，以奖励0.75%封顶。
以55KW电动机为例，补偿前功率因数0.75(未满载)，假设此时有功功率约40KW 计算，要求补偿后为0.95，求电容补偿量：功率因数0.75时的视在功率：S1＝P/cosφ＝40/0.75≈53(Kva)无功功率：Q1＝根号(S1×S1－P×P)＝根号(53×53－40×40)≈35(千乏)功率因数0.95时的视在功率：S2＝40/0.95≈42(KVA)无功功率：Q2＝根号(S2×S2－P×P)＝根号(42×42－40×40)≈13(千乏) 电容无功补偿量：Qc＝Q1－Q2＝35－13＝22(千乏)追问：陈老师，电流减小的问题弄清楚了，还有个疑问就是：您是根据什么假设55KW的点击此时有功功率约为40KW呢追答：并不能确定有功功率是40KW，只是大概估算。
第四章 异步电动机的功率因数与无功补偿
第四章异步电动机的功率因数与无功补偿§4-1异步电动机的功率因数与无功功率的经济当量§4-2 电动机无功补偿的分类§4-3电动机就地补偿的技术经济效益§4-4绕线型感应电动机的转子进相器§4-1异步电动机的功率因数与无功功率的经济当量工矿企业消耗的无功功率异步电动机约占70%。
不少电动机负载率很低，经常处在轻载或空载运行，功率因数普遍不高。
负载率愈低，则功率因数愈低，无功功率相对于有功功率的百分比更为显著地浪费电能。
因此对于异步电动机采用就地无功补偿以提高功率因数、节约电能，减少运行费用以及提高电能质量具有重要的意义。
用户功率因数的高低，直接关系到电网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约用电和整个供电区域的供电质量。
但在实际电力系统中异步电动机作为传统的主要负荷使电网产生感性无功电流，这些无功电流都导致电网中产生大量的无功功率。
在无功功率传递过程中会消耗大量的有功功率率，由于安装了无功补偿容量，减少了无功功率传输而降低的有功功率损耗值与无功功率减少值的比值，即输送的无功功率减少1 kvar（或增加1 kvar 无功补偿容量）时所减少的有功功率损耗值就是无功功率的经济当量。
线路的有功功率损耗值为：安装无功补偿容量Q bch 后，有功功率损耗值为：减少的有功功率损耗为：无功补偿的经济当量为：其中C y 为无功功率通过线路时引起的有功功率损耗的单位损耗值；Q bch /Q 为无功功率的相对降低值，称为补偿度。
当补偿度很低，即Q bch <<Q 时， C bch ＝2C y ;当补偿容量很大，即Q bch >>Q 时， C bch ＝C y说明补偿容量越大，对减小有功损耗的作用越小，并非补偿容量越大越经济。
补偿容量的大小需通过技术经济比较来确定。
232232222332210101010L LP LQS R P Q P R U U P Q R R U U P P ----⨯+==⨯=⨯+⨯=+22'3322()1010bch L Q Q P P R R U U ---=⨯+⨯'32(2)10bch bch L L Q Q Q P P P R U --∆=-=⨯32232(2)10(2)10(2)(2)bch L bch bch bch LQ bch bch y Q Q P C R Q U Q QQ R QU P Q Q C Q Q Q---∆==⨯-=⨯=-=-§4-2 电动机无功补偿的分类就无功补偿原则方案来讲，电动机的无功补偿属于末端补偿，通常又称为就地补偿。
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2 6 3 6 100 Q 100 82.63 kvar 6.6 3 6 . 6
2
在上例中,额定容量为 3000 kvar 的电容器组,当运行在 6kV 电压的情况下,实 际容量只有 30x82.63=2479kvar .所以在确定补偿容量时,要考虑电网实际电 压水平。
大型电动机无功补偿计算
1 设置补偿原则 a 由 6－10kV 装置变电所母线供电的主风机组，无功补偿由该变电所统 一考虑。宜逐台计算出各用电负荷(各回路)所消耗的无功功率，进而 计算出自然功率因数并以此确定补偿容量。 b 由总变电所以专用 6－10kV 线路供电的主风机组或以变压器－电动机 组供电的机组，可按以下原则进行无功补偿： (1) 两机组配置，一般不需无功补偿。因为该机组只要投入运行，负 荷率就会很高（80％以上） ，其自然功率因数即是电动机的额定 功率因数,一般都在 0.9 以上。 (2) 三机组或四机组配置，电机一般为发电工况或轻载的电动工况， 功率因数一般都很低，特别是在异步发电状态对系统功率因数影 响较大，因此需要进行无功补偿。以下主要列举这种配置方式的 无功补偿计算。 3.3.2 计算实例 a 机组由总变电所专用线路供电， 三机组配置， 电机正常为轻载电动工况。 此时应按正常运行计算补偿容量，补偿后的 cos∮ 0.91-0.92，但机组甩 烟机后电机满载运行时功率因数不宜大于 0.95。 电动机额定参数： 9400kW, 6kV, 1049A, cos∮n=0.90, §=95.7%,正常运行 负载 2300kW (负载率 24.5％)。 查电动机负载曲线当 KI=24.5%时,cos∮=0.795, sin∮=0.606, §=94.7% ∴ P1=2300/0.947=2429kW Q1 =P1xtg∮ =2429x0.763=1853 kvar 当补偿到 cos∮=0.91 (tg∮=0.456) 时, Q2 =2429x0.456=1107 kvar ∴ 补偿容量 :Q =Q1－Q2＝1853－1107＝746 kvar 取 750 kvar P1=9400/0.957=9822 kW, Q1=9822x0.4843=4757 kvar (cos∮n=0.90 时，tg∮=0.4843) 从电网实际吸收的无功功率为： Q’1 =Q1－Q =4757-750＝4007 kvar, 验算满载时的 cos∮ :
按电机实际消耗的无功补偿即 Q= Qf =2040kvar
例如某厂区变电所原有平均供电负荷为： P1＝14200 kW，Q1＝6470 kvar 平均的 cos∮1＝0.91, tg∮1=0.456 当异步发电机投入运行后，系统供给总负荷为： P2＝14200 –2000 =12200 kW Q2＝6470+2040＝8510 kvar tg∮2＝8510/12200 =0.6975 , 平均 cos∮=0.82 若保持原有功率因数不变，则需补偿无功： △Q＝12200x (0.6975-4556)=2951 kvar, 实际取 3000kvar 补偿后，Q2＝8510－3000＝5510kvar 补偿后的平均 cos∮＝ 3.3.3 工程设计中的注意事项 a b 关于电容器组接线 根据国家标准 GB50227“并联电容器装置设计规范” ， 中压 电容器组推荐星形接线，并按需要选择适当的串联电抗器。 实际补偿容量的修正 电容器的额定电压与所接电网的实际电压并不完全相符，为了电容器的可靠 运行，一般电容器的额定电压要高于实际运行电压。这样实际的无功补偿容 量比计算值有所减少。例如，额定电压为 6.6/ 3 kV ，100 kvar 的电容器， 星形接线，当运行在母线电压为 6.0kV 的系统时，实际容量为：
S P1 Q '1 9822 2 4007 2 10608 kVA
cos∮=9822/10608=0.926 b 变压器－电动机组供电，三机组配置，电机正常为异步发电工况。 此运行工况对系统功率因数的降低影响较大，必须进行无功补偿。根据 发电功率的多少，其补偿容量的确定有以下两种情况： 1) 发电功率很小时(如小于电机额定功率的 10％空载时消耗的无功功率进行补偿； b 按该电机在此负载率下实际消耗的无功功率进行补偿。 2) 当发电功率较大时(如达到电机额定功率的 20－60％)： a b 按该电机在此负载率下实际消耗的无功功率进行补偿； 按全厂用电负荷无功平衡或按该机组供电的厂区变电所无功平 衡确定补偿容量。 3) 计算实例 异步电动/发电机：12000kW, 6kV, 1357A, cos∮n=0.89, §=95.6 %,空 载电流 I0=202A, 正常运行平均发电功率 Pf = -2000kW (负载率 KI=0.167),由电机特性曲线查得此时 cos∮= -0.70, tg∮= -1.02 即 Qf = -2000x(-1.02) =2040 kvar a 按空载时消耗无功功率进行补偿(假定空载时全为无功消耗) △Q=Q0 = 3UI0 3 6 202 2099 kvar b c 按全厂或供电变电所无功平衡进行补偿. 取 2100 kvar