如何以 µ-Farads 和 kVAR 为单位计算合适的电容器尺寸以改善 P.F
如何在 kVAR 和微法拉中找到合适大小的电容器组值以进行功率因数校正 - 3 种方法
当我们收到大量来自观众的电子邮件和消息时，我们制作了一个分步教程，展示了如何以 kVAR 和微法拉为单位计算电容器组的正确尺寸单相和三相电路的功率因数校正和改进。
本文将展示如何在微法拉和 kVAR 中找到合适尺寸的电容器组，以改进现有的“即滞后” P.F 到目标“即所需的”，因为校正后的功率因数具有多重优势。下面，我们通过求解示例展示了三种不同的方法，以确定用于 P.F 校正的电容器电容的确切值。
现在让我们开始考虑下面的例子……
如何计算kVAR中的电容值？
示例：1
三相 5 kW 感应电机的 P.F（功率因数）为 0.75 滞后。将 P.F（功率因数）提高到 0.90 需要多大的 kVAR 电容器？
解决方案#1（使用表格乘数的简单方法）
电机输入 =5kW
从表中，将PF从0.75提高到0.90的乘数是0.398
将 P.F 从 0.75 提高到 0.90 所需的电容器 kVAR
所需电容 kVAR =kW x 表 1 乘数 0.75 和 0.90
=5kW x 0.398
=1.99 kVAR
以及每相连接的电容器的评级
=1.99kVAR / 3
=0.663 kVAR
方案#2（经典计算法）
电机输入 =P =5 kW
原始P.F =Cosθ1 =0.75
最终 P.F =Cosθ2 =0.90
θ1 =Cos -1 =(0.75) =41°.41； Tan θ1 =Tan (41°.41) =0.8819
θ2 =Cos -1 =(0.90) =25°.84; Tan θ2 =Tan (25°.50) =0.4843
将 P.F 从 0.75 提高到 0.90 所需的电容器 kVAR
所需电容 kVAR =P (Tan θ1 – Tan θ2)
=5kW (0.8819 – 0.4843)
=1.99 kVAR
以及每相连接的电容器的评级
1.99 kVAR / 3 =0.663 kVAR
注意：用于 PF 校正的电容器尺寸表（千伏安和微法拉）
已准备好下表（在本文末尾给出）以简化 kVAR 计算以提高功率因数。 kVAR 中电容器的大小是 kW 乘以表中的因数，以从现有功率因数提高到建议的功率因数。查看下面其他已解决的示例。
示例2：
一台交流发电机在 P.F（功率因数）为 0.65 时提供 650 kW 的负载。将 P.F（功率因数）提高到单位 (1) 需要多大的 kVAR 电容器？以及当 P.F 提高时，对于相同 kVA 负载，交流发电机可以提供多少 kW。
解决方案#1（简单表格法 使用 表格 多个 )
供电 kW =650 kW
从表1中，将PF从0.65提高到统一（1）的乘数是1.169
将 P.F 从 0.65 提高到统一 (1) 所需的电容器 kVAR。
所需电容 kVAR =kW x 表 1 乘数 0.65 和 1.0
=650kW x 1.169
=759.85 kVAR
我们知道 P.F =Cosθ =kW/kVA 。 . .或
kVA =kW / Cosθ
=650/0.65 =1000 kVA
当功率因数提高到一时（1）
No of kW =kVA x Cosθ
=1000 x 1 =1000kW
因此增加了交流发电机提供的电力
1000kW – 650kW =350kW
方案#2（经典计算法）
供电 kW =650 kW
原始P.F =Cosθ1 =0.65
最终 P.F =Cosθ2 =1
θ1 =Cos -1 =(0.65) =49°.45； Tan θ1 =Tan (41°.24) =1.169
θ2 =Cos -1 =(1) =0°； Tan θ2 =Tan (0°) =0
将 P.F 从 0.75 提高到 0.90 所需的电容器 kVAR
所需电容 kVAR =P (Tan θ1 – Tan θ2)
=650kW (1.169– 0)
=759.85 kVAR
如何计算电容值，单位为微法和 kVAR？
以下方法展示了如何确定所需的电容器组值（以 kVAR 和微法拉为单位） .此外，求解的示例还表明如何将电容器的容量以微法拉换算为 kVAR，将 kVAR 换算为微法拉以获得 P.F. 这样，可以在每相负载侧并联一个合适尺寸的电容器组，以获得目标功率因数。
示例：3
500 伏特 60 c/s 单相电机在 P.F 0.86 滞后时的满载电流为 50 安培。必须通过跨接电容器组将电机功率因数提高到 0.94。以 kVAR 和 μ-Farad 为单位计算所需的电容器容量？
解决方法：
(1) 以 kVAR 为单位找出所需的 Capacitance 容量以将 P.F 从 0.86 提高到 0.94（两种方法）
解决方案#1（表格法）
电机输入 =P =V x I x Cosθ
=500V x 50A x 0.86
=21.5kW
从表中，将PF从0.86提高到0.94的乘数是0.230
将 P.F 从 0.86 提高到 0.94 所需的电容器 kVAR
所需电容 kVAR =kW x 0.86 和 0.94 的表乘数
=21.5kW x 0.230
=4.9 kVAR
解决方案#2（计算方法）
电机输入 =P =V x I x Cosθ
=500V x 50A x 0.86
=21.5kW
实际或现有 P.F =Cosθ1 =0.86
要求或目标 P.F =Cosθ2 =0.94
θ1 =Cos -1 =(0.86) =30.68°； Tan θ1 =Tan (30.68°) =0.593
θ2 =Cos -1 =(0.95) =19.94°； Tan θ2 =Tan (19.94°) =0.363
将 P.F 从 0.86 提高到 0.95 所需的电容器 kVAR
所需电容 kVAR =P in kW (Tan θ1 – Tan θ2)
=21.5kW (0.593 – 0.363)
=4.954 kVAR
(2) 求以法拉为单位的 Capacitance 容量以将 P.F 从 0.86 提高到 0.97（两种方法）
解决方案#1（表格法）
我们已经计算出所需的电容器容量，单位为kVAR，所以我们可以使用这个简单的公式轻松将其转换为法拉
所需电容器容量以法拉/微法拉为单位
- C =kVAR / (2π x f x V 2 ) 在法拉德
- C =kVAR x 10 9 / (2π x f x V 2 ) 微法
将值放入上述公式
=(4.954 kVAR) / (2 x π x 60Hz x 500 2 五）
=52.56 μF
解决方案#2（计算方法）
kVAR =4.954 ... (i)
我们知道；
IC =V / XC
而 XC =1 / 2π x f x C
IC =V / (1 / 2π x f x C)
IC =V x 2π x f x C
=(500V) x 2π x (60Hz) x C
IC =188495.5 x C
还有，
kVAR =(V x IC) / 1000 ... [kVAR =(V x I) / 1000 ]
=500V x 188495.5 x C
IC =94247750 x C ... (ii)
Equating Equation (i) &(ii)，我们得到，
94247750 x C =4.954 kVAR x C
C =4.954 kVAR / 94247750
C =78.2 μF
示例 4
为了提高总功率因数，必须将什么值的电容与从 208V、60Hz 电源以 70% 滞后功率因数汲取 1kW 的负载并联91%。
解决办法：
您可以使用表格法或简单计算法找到所需的电容值（以法拉为单位）或 kVAR 以将功率因数从 0.71 提高到 0.97。所以我们在这个案例中使用了table方法。
P =1000W
实际功率因数 =Cosθ1 =0.71
所需功率因数 =Cosθ2 =0.97
从表中，将PF从0.71提高到0.97的乘数是0.741
将 P.F 从 0.71 提高到 0.97 所需的电容器 kVAR
所需电容 kVAR =kW x 0.71 和 0.97 的表乘数
=1kW x 0.741
=741 VAR 或 0.741 kVAR （所需电容值，单位为 kVAR）
电容器中的电流 =
IC =QC / V
=741kVAR / 208V
=3.56A
和
XC =V / IC
=208V / 3.76 =58.42Ω
C =1/ (2π x f x XC)
C =1 (2π x 60Hz x 58.42Ω)
C =45.4 μF （所需电容值以法拉为单位）
电容器 kVAR 到 μ-Farad 和 μ-Farad 到 kVAR 转换
以下公式用于计算和转换电容器 kVAR 法拉 反之亦然。
所需电容，单位为 kVAR
在 VAR、kVAR 和 MVAR 中转换电容器法拉和微法拉。
- VAR =C x 2π x f x V 2 x 10 -6 … VAR
- VAR =C in μF x f x V 2 / (159.155 x 10 3 ) ... 在 VAR 中
- kVAR =C x 2π x f x V 2 x 10 -9 … 以 kVAR 为单位
- kVAR =C in μF x f x V 2 ÷ (159.155 x 10 6 ) kVAR
- MVAR =C x 2π x f x V 2 x 10 -12 … 在 MVAR 中
- MVAR =C in μF x f x V 2 ÷ (159.155 x 10 9 ) ... 在 MVAR 中
所需电容器以法拉/微法拉为单位。
以法拉和微法拉为单位的电容器 kVAR 转换
- C =kVAR x 10 3 / 2π x f x V 2 … 在法拉德
- C =159.155 x Q in kVAR / f x V 2 … 在法拉德
- C =kVAR x 10 9 / (2π x f x V 2 ) 在微法中
- C =159.155 x 10 6 x Q in kVAR / f x V 2 … 以微法拉
地点：
- C =以微法拉为单位的电容
- Q =无功功率，单位为 Volt-Amp-Reactive
- f =以赫兹为单位的频率
- V = 以伏特为单位的电压
小知识：
以下是功率因数改进计算中使用的重要电气公式。
有功功率 (P)，单位为瓦：
- kW =kVA x Cosθ
- kW =HP x 0.746 or (HP x 0.746) / Efficiency ... (HP =Motor Horse Power)
- kW =√ ( kVA 2 – kVAR 2 )
- kW =P =V x I Cosθ …（单相）
- kW =P =√3x V x I Cosθ ...（三相线对线）
- kW =P =3x V x I Cosθ …（三相线到相）
VA 中的视在功率 (S)：
- kVA =√(kW 2 + kVAR 2 )
- kVA =kW / Cosθ
VA 中的无功功率 (Q)：
- kVAR =√(kVA 2 – 千瓦 2 )
- kVAR =C x (2π x f x V 2 )
功率因数（从 0.1 到 1）
- 功率因数 =Cosθ =P / V I ...（单相）
- 功率因数 =Cosθ = P / (√3x V x I) ...（三相线对线）
- 功率因数 =Cosθ = P / (3x V x I) ...（三相线到中性线）
- 功率因数 =Cosθ =kW / kVA ...（单相和三相）
- 功率因数 =Cosθ =R/Z ...（电阻/阻抗）
和
- XC =1 / (2π x f x C) … (XC =容抗)
- IC =V / XC ... (I =V / R)
相关帖子：
- 主动、被动、表观和复合功率
电容器组大小和 PF 校正计算器
如果上述两种方法看起来有点棘手（至少不应该如此），您可以使用我们团队为您制作的以下在线功率因数 kVAR 和微法计算器.
- μ-法拉到 kVAR 计算器
- kVAR 到法拉计算器
- kVAR &µF 计算器中的电容器组
- 功率因数校正计算器 - 如何在 µF 和 kVAR 中找到 P.F 电容器？
- 如何将电容 μ-Farad 转换为 kVAR 反之亦然？用于 P.F 校正
用于功率因数校正的电容器尺寸图表和表格
以下功率因数校正图表可用于轻松找到合适的电容器组尺寸，以提高所需的功率因数。例如，如果您需要将现有的功率因数从 0.6 提高到 0.98，只需查看表中两个数字的乘数 1.030。将此数字乘以以 kW 为单位的现有有功功率。您可以通过将电压乘以电流和现有的滞后功率因数来找到实际功率，即以瓦特为单位的 P =以伏特为单位的电压 x 以安培为单位的电流 x Cosθ1。通过这种简单的方法，您将找到获得所需功率因数所需的电容值（以 kVAR 为单位）。
如果您需要，这里是整个表格下载作为参考。
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