低压无功补偿装置如何设计，需要考虑哪方面的需求？

低压无功补偿装置设计需要考虑以下几个需求：

• 补偿方式

• 补偿容量

• 电容器的额定电压

• 电抗率

• 投切方式

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补偿方式

A、无源补偿：通过电力电容器补偿系统中的感性负载的无功缺额。

1. 共补：三相同时补偿，适用于三相平衡的系统。

2. 分补：根据三相各自的无功缺额，分别补偿。适用于单相负荷较多，或三相不平衡的系统。

3. 混补：共补和分补同时布置的补偿系统。通常分补占20%～40%。

4. 

B、有源补偿：通过外部采样回路获取系统的无功数据，利用IGBT功率变换器产生感性或容性的基波电流，实现动态的无功补偿。

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补偿容量

对于民用和商业建筑配电，无功补偿容量通常按照变压器容量的百分比，例如30%。1000KVA的变压器，无功补偿容量为1000×30%=300kvar。

工业类项目建议计算出无功缺额，再核算补偿容量，对于电容器产品也要计算安装容量和输出容量的关系。树上鸟教育电气设计视频教程

各规格变压器补偿容量举例如下：

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电容器的额定电压

电容器是不能承受过电压的，要保证系统的最高电压不大于电容器的额定电压。对于串联电抗器的补偿，还要考虑电抗器对电容器端电压抬高的影响。

电容器运行中可能承受的长期工频过电压，应不大于电容器额定电压的1.1倍。如果超过1.1倍的额定电压，将造成严重过负荷，引起电容器过热，长期会引起绝缘破坏，引起事故。电容器的额定电压也不宜取过大的安全裕度，因为电容器的输出容量与运行电压的平方成正比。

Q=ωCU2

Q—电容器容量，kvar；

U—电容器端电压，kV；

C—电容器的电容值，F；

ω—角频率，rad/s。

工业类项目建议计算出无功缺额，再核算补偿容量，对于电容器产品也要计算安装容量和输出容量的关系。

Ue = US/1-K                                                      

式中：

Ue—电容器端电压，KV；

US—电容器连接母线运行电压，KV；

K—串联电抗器百分数（电抗率）。

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电抗率

为保护电容器不受投切涌流和系统谐波的影响，通常会在电容器前端串联电抗器。电抗率是指无功补偿系统中，串联电抗器的感抗值与电容器的容抗值之比。

低压系统主要的谐波源是变频设备、开关电源、UPS、LED照明等，产生的主要谐波3、5、7、11、13次，三相负荷主要是5、7次占比较大，电抗率推荐选择7%，单相负荷较多的系统会有部分3次谐波，可以选择14%的电抗率。

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投切方式

以电容器为核心的低压无功补偿系统，目前常用的投切开关有接触器、复合开关和晶闸管开关（无触点开关），这三种开关的产品性能、投切速度及价格各不相同。在实际应用中要根据项目需求和成本综合考虑进行选择。

最后，串联电抗器后电容器的安装容量和输出容量的关系，可依据下面的公式简单计算出来：

Q额定=Q输出×（U额定/U输出）2 ×（1-K）

Q额定—电容器的额定容量；

Q输出—电容器的输出输出；

U额定—电容器的额定电压；

U输出—电容器的额定电压；

K—电抗率。

比如：电容电抗组件型号：ZRVar40-P7/480K，安装容量40kvar，额定电压480V，电抗率7%。它的输出容量按照上述公式计算可得，在400V系统其输出容量为30kvar。