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无功补偿电容电抗组合容量计算学习
发布时间：
2022-09-29
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=2πfL，XL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*I；UL=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*33.9kvar≈25kvar。
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定电压关联。
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