并联电容器容量和电流的估算_霍大勇

收稿日期:2009-10-27

作者简介:霍大勇(1967—),工程硕士,副教授,主要从事电气控制和供配电技术的教学与研究工作。

并联电容器容量和电流的估算

霍大勇,宣峰

(河南工业职业技术学院,河南南阳473009)

摘要:介绍了用经验公式估算电容器容量和工作电流的估算口诀,分析了估算口诀、估算公

式的来源和物理意义。从电气理论和现场条件约束的角度对口诀加以归纳和总结,将实践经

验与理论知识有机结合,有利于方便、准确地在工业现场对无功补偿系统的并联电容器进行线

路设计、安装,有效地进行并联电容器的运行和维护。

关键词:口诀;估算;并联电容器;容量;电流

中图分类号:
9
2531.4文献标识码:
&文章编号:1674-1757(2010)03-0015-03



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W
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0引言

在生产现场,作为无功补偿设备的并联电容

器在运行、维护工作中,需要根据现场的设备参数

和电气条件,对电容器的实际无功补偿量和保护

设备(放电电阻、保护熔体)进行计算和推定。按

照施工图样进行无功补偿设备安装时,需要对电

容器和配套设备进行现场校验,是作为安装工程

前的最后一次技术把关。无功补偿设备是供配电

系统的组成部分之一,工业和民用供配电系统多

采用并联电容器进行补偿[1]。电气作业现场传

承着一些行之有效的并联电容器快速估算口诀,

无功容量和工作电流的估算是其中的一部分,可

以利用这些口诀估算供配电系统中并联电容器的

配置参数,为现场运行和维护提供参考数据。

1根据电容值估算实际电容器无功容量

1.1现场口诀

口诀1:低压除以20;6千伏高压,百倍除

以8。

口诀2:10千伏高压,百倍电容除以3。

1.2口诀含义

以“受电电压是电容器的额定电压”、“单相

电容器”、“电容”为基础,电容器容量的单位为千

乏(
P
[
F
W),电容值的单位为微法(μ
+),电压的单

位为千伏(
P
;)是口诀隐含的条件。

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电力电容器与无功补偿


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口诀1:380
;低压配电系统的并联电容器容

量等于其电容值除以20;6
P
;高压供配电系统的

并联电容器容量等于其百倍电容值除以8。

口诀2:10
P
;供配电系统的并联电容器容量

等于其百倍电容值除以3。

口诀1可表示为公式(1)和公式(2)

当
:
(=0.4
P
;时,
6
(=120
((1)

当
:
(=6.3
P
;时,
6
(=1008
((2)

口诀2可表示为公式(3)

当
:
(=10.5
P
;时,
6
(=1003
((3)

上式中,
6
(为电容器的无功容量,
P
[
F
W;
(为电容

器电容值,μ
+;
:
(为符合电容器额定电压的端电

压,
P
;。

1.3口诀分析

1)公式推导。当电容器两端加上正弦交流

电压
:
(时,他发出的无功功率(容量)为
6
(=


:2
(/
=
(=2π
K
(
:2
(×10-3。这里,电压的单位采用


P
;,电容的单位采用μ
+,无功功率的单位采用


P
[
F
W,有


6
(=0.314
(
:2
((4)

将并联电容器的额定电压0.4
P
;、6.3
P
;、

10.5
P
;代入式(4),即可得到公式(1)、公式(2)

和公式(3)。

2)现场形成。口诀1是上世纪60、70年代形

成的,高压默认为6
P
;配电系统采用6.3
P
;电

容器。近年来,工农业配电现场,10
P
;配电系统

较多采用10.5
P
;电容器,在口诀1的基础上形

成了口诀2。口诀1隐含内容和条件较多,口诀2

显得更明了一些。但比较两个口诀可以看出,口

诀1更简便易记一些,这也是我们在整理电工口

诀中体会到的口诀在简洁和准确之间的平衡矛

盾[1]。对于更高的电压等级,我们可以通过公式

(4)推导出系数加以运用。事实上,在各类高压

变配电所也有相似的口诀,这里不再列出。

2根据容量估算电容器工作线电流

2.1现场口诀

口诀3:低压一倍半。

口诀4:10千伏6点,6千伏1成。

2.2口诀含义

口诀3:380
;低压配电系统的并联电容器工

作电流等于其容量值的1.5倍。这里,电容器容

量单位为千乏(
P
[
F
W),电流的单位为安培(
&)。

口诀4:10
P
;供配电系统的并联电容器工作

电流等于其容量值的6%。6
P
;供配电系统的并

联电容器工作电流等于其容量值的10%。这里,

物理量的单位同口诀3。

口诀3可表示为公式(5)

当
:
(=0.4
P
;时,
.
(=1.5
6
((5)

口诀4可表示为公式(6)和公式(7)

当
:
(=10.5
P
;时,
.
(=0.06
6
((6)

当
:
(=6.3
P
;时,
.
(=0.1
6
((7)

式中,
6
(为电容器的无功容量,
P
[
F
W;
.
(为电容器

的工作电流,
&。

2.3口诀分析

1)公式推导。工作中的三相电容器(或3台

单相电容器接成三相),其两端加上额定电压
:
(

时发出的额定无功功率为
6
(,则电容器的工作电

流
.
(为


.
(=
6
(3
:


(

(8)

将电压值0.4
P
;、6.3
P
;、10.5
P
;代入公式(8),

即可得到公式(5)、公式(6)和公式(7)。

2)现场形成。口诀3和口诀4的形成过程和

口诀1、口诀2相同。随着口诀的运用,把低压和

高压分开表述,更易记忆和使用。口诀3和

口诀4在使用中应注意的重点是,电容器的工作

电压为其额定电压。根据公式(4)可知,电容器

的无功容量与其两端的电压平方成正比,当电容

器两端所加电压变化时,电容器的容量改变了。

在这里“受电电压为额定值”是口诀隐含的条件。

3根据电容估算电容器工作线电流

3.1现场口诀

口诀5:低压点8乘点9。

口诀6:6千伏1倍多1成,10千伏2倍少一

成。

3.2口诀含义

口诀5:380
;低压配电系统的并联电容器工

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电力电容器与无功补偿


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作电流等于其电容值的0.072倍。这里,电容值

的单位为微法(μ
+),电流的单位为安培(
&)。

口诀6:6
P
;供配电系统的并联电容器工作

电流等于其电容值的1.1倍。10
P
;供配电系统

的并联电容器工作电流等于其电容值的1.9倍,

物理量的单位同口诀5。

口诀5可表示为公式(9)

当
:
(=0.4
P
;时,
.
(=0.8×0.9
((9)

口诀6可表示为公式(10)和公式(11)

当
:
(=10.5
P
;时,
.
(=1.9
((10)

当
:
(=6.3
P
;时,
.
(=1.1
((11)

式中,
(为电容器的电容值,μ
+;
.
(为电容器的工

作线电流,
&[3]。

3.3口诀分析

工作中的电容器,其两端加上额定电压
:
(

时发出的额定无功功率为
6
(,电容器的工作线电

流
.
(=
6
(3
:


(

=2π
K
(
:

2


(

3
:
(=

2π
K
(
:
(

3,单位同前,有


6
(=0.181
(
:
((12)

将电压值0.4
P
;、6.3
P
;、10.5
P
;代入公式

(12),即可得到公式(9)、公式(10)和公式(11)。

利用第1节和第2节中的相关公式同样可以推出

本节这3个公式。

“受电电压为额定值”同样是口诀隐含的条

件。

4结语

由于当时还没有计算器(更没有可编程计算

器),工程一线采用的估算方法是多年电气作业

实践中一线诸多电工师徒传承的实践经验。分析

其中的理论基础,可以去伪存真,解决工程实践中

“怎么做”和“为什么这样做”的问题,将实践经验

与理论知识有机地结合起来,普及并联电容器电

流和容量的估算方法在供配电系统安装、运行和

维护中的应用,为电力安全生产、提高工效、丰富

专业理论提供技术支持。

参考文献:

[1]刘介才.供配电技术[
2].北京:机械工业出版社,

2005.

[2]霍大勇.导线安全载流量的估算[
/].矿山机械,

2008.

[3]《电气工程师手册》编辑委员会.电气工程师手册

[
2].第二版.北京:机械工业出版社,2003.

(上接第2页)


Oω
(′1(
:
&-Δ
:)+
Oω
(1(
:
''-Δ
:)+


Oω
(1(
:
(-Δ
:)=
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:
&-Δ
:)+
Oω
(2(
:
''-Δ
:)+


Oω
(2(
:
(-Δ
:)=-
.

联立求解以上两方程,得


.=
Oω2[(
(′1-
(2)(
:
&-Δ
:)-

(
(1-
(2)(
:
&+2Δ
:)]

将
:
&=
3
:
Z
3带入上式,整理得


.=ω2[(
(′1-
(2)(
3
:
Z
3-Δ
:)-

(
(1-
(2)(
3
:
Z
3+2Δ
:)]

上式即为两星臂电容量不相等的双星形不平

衡电流计算公式。

3结论

两星臂电容量不相等的双星形不平衡电流的

计算与两星臂电容量相等的双星形不平衡电流的

计算过程相似,只是对于前者,因两星臂电容量的

不同,整个计算过程略显复杂。但只要概念明确,

恰当的运用
0
(
1和
0
;
1定律,均能推出中性线

的不平衡电流计算公式。

参考文献:

[1]盛国钊,倪学锋.高压并联电容器组不平衡保护计算

中遇到的新问题[
/].无功补偿装置,2007(1):33-50.

[2]常菊民,王薇,何域.双星形中性点不平衡电流

保护的公式推导与分析[
/].电力电容器与无功补

偿.2009,30(4):29-31.

[3]邱关源.电路[
2].北京:高等教育出版社,2002.

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