无功补偿的计算方法主要有以下几种:
按配电变压器的额定容量计算
无功功率补偿前的功率因数cosφ₁=0.78,补偿到cosφ₂=0.90时,无功功率补偿容量可近似计算式为 Qc=(30%~40%)S。式中,Qc为无功补偿容量,单位为kvar;S为配电变压器容量,单位为kV·A。
基于功率因数的计算
已知有功功率P和目标功率因数PF,可以利用公式 Q=S⋅(1−PF²) 计算所需的无功功率Q。视在功率S可由有功功率P和目标功率因数PF计算得出:S=P/PF,然后可求得所需补偿的无功功率Q=P⋅tan(arccos(PF))−Q。
按每千瓦有功负荷计算
根据各类用户经济功率因数值表,根据补偿前、后的功率因数值,查表得到每千瓦有功负荷所需无功功率补偿容量。计算式为 Qc=Q0Pav,其中Qc为无功补偿容量,单位为kvar;Q0为每千瓦有功负荷所需无功功率补偿容量,单位为kvar/kW;P为最大负荷月平均负荷,单位为kW。
最大负荷补偿计算法
利用需要系数法,计算最大负荷时的有功功率、无功功率和视在功率,补偿前最大功率因数和补偿后最大功率因数,选定补偿设备。
平均负荷补偿计算法
采用补偿前平均功率因数(自然平均功率因数)和补偿后平均功率因数来选择移相电容器。
无功补偿容量计算系数表
如果设备负载的详细资料已知,如有功功率P、负荷情况、运行时的功率因数cosφ1和需要补偿的目标功率因数cosφ2,则可以通过查表计算出实际所需补偿容量。
静态无功补偿
通过增加电容器或电抗器的并联方式来实现。计算方法包括计算负载功率因数,确定需要补偿的无功功率大小,根据电压、电流和功率因数的关系计算所需的电容器或电抗器容量,考虑设备的损耗和系统的稳定性,确定最终的补偿容量。
动态无功补偿
通过控制电力系统中的无功源来实现,如STATCOM和SVC。计算方法包括根据电力系统的运行情况和负荷需求确定需要补偿的无功功率大小,根据所选用的动态无功补偿装置的特性计算其输出功率,考虑设备的响应速度和稳定性,确定最终的补偿方案。
建议在实际应用中,根据具体的电力系统参数和负荷情况选择合适的计算方法,并进行详细的计算和校验,以确保无功补偿的有效性和系统的稳定性。