1.确定串联电抗器电抗率及电容器额定电压
由于自动补偿装置投切较为频繁，为将电容器合闸涌流降低到更低的水平以保证电容器使用寿命，故电抗器的电抗率选择为6％；由于母线电压为6.3kV，,考虑电抗器对电容器端子电压的抬升作用，电容器额定电压选择为6.9kV。
2.电动机补偿容量计算
采用“目标功率因数法”计算电动机补偿容量，根据国家标准GB12497-1995《三相异步电动机经济运行》，在该标准中“6.4.1电动机无功功率补偿的计算”给出公式，如下：
QC （1）
该公式可转换为：Q
式中：QC——就地补偿的无功功率，kvar；
P1——电动机的输入功率，kW；
cos——电动机补偿前的功率因数；
cos1——电动机补偿后目标功率因数；
（2）
式中：——电动机额定输出功率，kW
——电动机负载率
——电动机效率
3.变压器无功损耗计算
△Q=Q0+QK×βt2 （3）
式中：△Q——变压器无功损耗
Q0——变压器空载无功损耗，Q0=（I0%Se）/100
QK——变压器短路无功损耗，QK=（UK%Se）/100
βt——变压器负载系数，βt=（∑P1）/ cos×Se
4.额定容量选择
根据补偿容量计算结果采用就近原则选取电容器标准容量规格。
5.验算补偿装置实际输出容量
根据电容器额定容量、电容器额定电压及电抗率验算母线电压为6.3kV时装置实际输出容量，并根据公式（1）反算补偿后功率因数。
Qc=QN（UL/UN）2/（1-K） （4）
式中：Qc——装置输出容量
QN——电容器额定容量
UL——母线电压
UN——电容器额定电压
K——电抗率
6.计算结果
第一台机组考虑1144.37kW、1603.07kW、1750.67kW三种工况；
第二台、第三台机组考虑1603.07kW、1750.67kW两种工况；
第四台机组考虑1750.67kW工况；
当一台机组运行在1144.37kW时，低压负荷204kW，功率因数0.95；在其他工况下低压负荷1039kW，功率因数0.95.
低压变压器6.3/0.4kV，1250kVA，阻抗电压6%，空载电流0.6%。
按照上述机组工况，整个系统共有22种可能的运行方式（不包括变压器空载），目标功率因数为0.95，推荐补偿方案为HVCA-6.3-2700/150+300+450+900×2，其可调的补偿级数为18级，能很好的配合各种运行方式，使功率因数保持在0.95~0.97区间范围内。具体计算结果如下表。
表1：6.3kV系统所需补偿容量计算表
| 序号 | 电机运行方式 | 高/低压变压器 总无功损耗 kvar | 电机 补偿容量 kvar | 总补偿容量kvar | 安装容量 kvar | |
| 1 | 1台电机运行 | 1144 | 75 | 252 | 327 | 368 |
| 2 | 1603 | 172 | 352 | 525 | 592 | |
| 3 | 1751 | 179 | 385 | 5 | 636 | |
| 4 | 2台电机运行 | 1144+1603 | 234 | 604 | 838 | 945 |
| 5 | 1144+1751 | 243 | 636 | 880 | 992 | |
| 6 | 1603+1603 | 265 | 705 | 970 | 1093 | |
| 7 | 1603+1751 | 275 | 737 | 1013 | 1142 | |
| 8 | 1751+1751 | 287 | 770 | 1056 | 1191 | |
| 9 | 3台电机运行 | 1144+1603×2 | 353 | 946 | 1300 | 1466 |
| 10 | 1144+1603+1751 | 371 | 9 | 1360 | 1533 | |
| 11 | 1144+1751×2 | 385 | 1021 | 1406 | 1586 | |
| 12 | 1603×3 | 401 | 1057 | 1458 | 14 | |
| 13 | 1603×2+1751 | 415 | 1090 | 1505 | 1697 | |
| 14 | 1603+1751×2 | 431 | 1122 | 1553 | 1751 | |
| 15 | 1751×3 | 446 | 1155 | 1601 | 1805 | |
| 16 | 4台电机运行 | 1144+1603×2+1751 | 542 | 1341 | 1883 | 2124 |
| 17 | 1144+1603+1751×2 | 560 | 1374 | 1934 | 2181 | |
| 18 | 1144+1751×3 | 578 | 1406 | 1985 | 2238 | |
| 19 | 1603×3+1751 | 599 | 1442 | 2041 | 2302 | |
| 20 | 1603×2+1751×2 | 618 | 1475 | 2093 | 2360 | |
| 21 | 1603+1751×3 | 638 | 1507 | 2145 | 2419 | |
| 22 | 1751×4 | 658 | 1540 | 2197 | 2478 | |
| 序号 | 电机运行方式 | 组合方式 | 母线电压为6.3 kV时实际输出容量 kvar | 补偿后 功率因数 | |
| 1 | 1台电机运行 | 1144 | 450 | 399 | 0.966 |
| 2 | 1603 | 150+450 | 532 | 0.951 | |
| 3 | 1751 | 300+450 | 665 | 0.965 | |
| 4 | 2台电机运行 | 1144+1603 | 150+900 | 931 | 0.959 |
| 5 | 1144+1751 | 150+900 | 931 | 0.955 | |
| 6 | 1603+1603 | 300+900 | 10 | 0.958 | |
| 7 | 1603+1751 | 300+900 | 10 | 0.954 | |
| 8 | 1751+1751 | 300+900 | 10 | 0.951 | |
| 9 | 3台电机运行 | 1144+1603×2 | 150+450+900 | 1330 | 0.952 |
| 10 | 1144+1603+1751 | 300+450+900 | 1463 | 0.956 | |
| 11 | 1144+1751×2 | 300+450+901 | 1463 | 0.953 | |
| 12 | 1603×3 | 300+450+902 | 1463 | 0.950 | |
| 13 | 1603×2+1751 | 900+900 | 1596 | 0.955 | |
| 14 | 1603+1751×2 | 900+900 | 1596 | 0.952 | |
| 15 | 1751×3 | 150+900+900 | 1729 | 0.956 | |
| 16 | 4台电机运行 | 1144+1603×2+1751 | 450+900+900 | 1995 | 0.955 |
| 17 | 1144+1603+1751×2 | 450+900+900 | 1995 | 0.953 | |
| 18 | 1144+1751×3 | 450+900+900 | 1995 | 0.950 | |
| 19 | 1603×3+1751 | 150+450+900+900 | 2128 | 0.954 | |
| 20 | 1603×2+1751×2 | 150+450+900+900 | 2128 | 0.951 | |
| 21 | 1603+1751×3 | 300+450+900+900 | 2261 | 0.955 | |
| 22 | 1751×4 | 300+450+900+900 | 2261 | 0.952 | |
2、以上计算数据忽略线路损耗。
3、以上数据均按电机效率为96%，功率因数为0.88计算, 实际运行时由于电机负载率、效率、运行功率因数和母线电压不稳定，故补偿后功率因数可能会有所偏差。
4、为达到更好的补偿效果，本方案总容量设为2700kvar，并设置1组150和1组300kvar补偿支路，补偿级数达到18级。其优点一是可以大幅度增加补偿级数，满足系统各种运行方式的需要；二是使用小容量的补偿支路进行微调，能避免投切振荡，并尽可能的接近目标功率因数；三是留一定的裕量以更好的保证达到目标功率因数0.95。
5、变压器空载有功损耗为8.7kW，空载无功损耗为50kvar，故空载时变压器功率因数很低，但该种工况出现可能性较小，同时补偿容量太小，大多数厂家常规产品均无此种规格，建议不考虑补偿该工况；短路有功损耗为48kW，相对与电机功率而言很小，故在计算时忽略不计。下载本文
