功率因数校正计算器 - 如何以 µF 和 kVAR 计算 P.F 电容器？

如何以 kVAR 和 µF 为单位计算电容器以提高功率因数？计算器和示例

功率因数计算器

下面的 P.F 计算器将计算现有或当前功率因数、以 kVA 为单位的视在功率“S”、以 kVAR 为单位的现有无功功率“Q”以及 P.F 所需电容器的值以微法“µF”和 kVAR 为单位进行校正。

要计算电容器组的电容值（以 µF 和 kVAR 为单位）、现有功率因数、以 kVAR 为单位的当前无功功率和以 kVA 为单位的视在功率，只需输入实际值或以 kW 为单位的有功功率，以安培为单位的电流，以伏特为单位的电压，以 Hz 为单位的频率（50 或 60Hz），选择电源电压系统（单相或三相）和目标功率因数（所需或校正的功率因数的值）并点击“Calculate”按钮可以得到电容的结果，单位是μF，S单位是kVA，Q单位是kVAR。

相关计算器：kVAR 中的电容器组和用于功率因数校正的 µF 计算器

小知识：

kVAR 和 μ-farad 都是电容器组和功率因数改进和校正中使用的术语，用于消除负载侧的无功分量，具有多种优势。
此功率因数计算器可用于教育目的，不区分滞后或超前功率因数。
我们假设电感负载是因为功率因数在电感电路中起着重要作用。电容电路提供领先的功率因数，在纯电阻电路中功率因数的值为单位“1”。
功率因数校正电容必须与每相负载并联。

功率因数计算公式

单相 P.F 计算

单相交流电路中的功率因数计算公式可采用以下公式。

Cosθ =P / S
Cosθ =P / V x I
Cosθ =kW / kVA
Cosθ = 真实功率/表观功率
Cosθ =R/Z

在哪里：

Cosθ =功率因数
P =实际功率（kW）
S =视在功率（kVA）
V =电压（伏特）
I =电流，单位为安培
R =以欧姆为单位的电阻“Ω”。
Z =阻抗（交流电路中的电阻，即 XL、XC 和 R，分别称为感抗、容抗和电阻），单位为欧姆“Ω”。

三相P.F计算

使用线电压 (VL-L) 计算

Cosθ =kW / √ (3 x VL-L x I)

使用线电压 (VL-N) 计算

Cosθ =kW / 3 x VL-N x I

P.F 的微法电容和 kVAR 计算

以下公式可用于计算电容器的电容值，单位为法拉和微法，用于功率因数校正。

C =159.155 x 10⁶ x Q in kVAR ÷ f x V² … 以微法拉
C =159.155 x Q in kVAR ÷ f x V² … 在法拉德

或

C =kVAR x 10⁹ ÷ (2π x f x V² ) ... 以微法拉
C =kVAR x 10³ ÷ (2π x f x V² ) ... 在法拉德

此外，所需的电容器组 kVAR 可计算如下：

所需电容 kVAR =P，单位为千瓦（Tan θ1 – Tan θ2）
kVAR =C x f x V² ÷ (159.155 x 10⁶ ) ... 以 kVAR 为单位
kVAR =C x 2π x f x V² x 10^-9 … 以 kVAR 为单位

地点：

C =以微法拉为单位的电容器
kVAR =无功功率
f =以赫兹为单位的频率
V =电压（伏特）

提示：

以下阻抗“Z”、有功功率“P”、无功功率“Q”和视在功率“S”的公式在计算所需功率因数和电容器组的值（以 kVAR 和 µF 为单位）时很有用。

阻抗“Z”：

Z =√ (R² + (XL + XC)² ) ... Z、R、XL、XC，单位为欧姆
XL =2πf L ... L 是亨利的电感
XC =1/ 2πf C ... C 是以法拉为单位的电容

有功功率“P”：

有功功率或真功率或有功功率 =√ （视在功率² – 无功功率² ) 或

P =V x I x Cosθ … （在单相交流电路中）
P =√ (S² – Q² )
P =√ （VA² – VAR² )
P =√ 3 x VL-L x I x Cosθ … （三相线对线）
P =3 x VL-N x I x Cosθ ... （三相线到零线）
kW =√ (kVA² – kVAR² )

无功功率“Q”：

无功功率 =√ （视在功率² – 真正的力量² )

Q =V I Sinθ
VAR =√ （VA² – P² )
kVAR =√ (kVA² – 千瓦² )

视在功率“S”：

视在功率 =√ （真正的力量² + 无功功率² )

S =V I
S =√ (P + Q² )
kVA =√ （千瓦² + kVAR² )

如何以 µF 和 kVAR 为单位计算功率因数和电容

以下示例显示了如何计算所需的功率因数、电容器组的校正电容器额定值（以微法拉和 kVAR 为单位）、现有无功功率、有功功率和视在功率。您可以将求解示例的结果与功率因数计算器的结果进行比较。

示例：

单相 240V、60Hz 电机在 P.F（功率因数）为 0.60 时采用 25A 的电源电流。必须通过并联一个电容器将电机功率因数提高到 0.92。以微法拉和 kVAR 为单位计算所需的电容器容量。

解决方案：

第 1 步：计算负载的有功功率：

P =V x I x Cosθ1

P =240V x 25A x 0.6
P =3.6 千瓦

另外，

当前滞后 P.f 时的实际 KVA

P =V x I

P =240V x 25A
P =6 kVA

当前滞后 P.f 时的实际 kVAR

kVAR =√ (kVA² – 千瓦² )

kVAR =√ (6² kVA – 3.6² 千瓦）
kVAR =4.8 kVAR

当前滞后 P.f 时的实际 kVAR

第 2 步：计算功率因数校正所需的 kVAR

现有 P.F =Cosθ1 =0.60

所需 P.F =Cosθ2 =0.92

θ1 =Cos^-1 =(0.60) =53°.130;正切θ1 =正切 (53°.130) =1.333

θ2 =Cos^-1 =(0.92) =23°.073; Tan θ2 =Tan (23°.073) =0.426

将功率因数从 0.60 提高到 0.92 所需的电容器 kVAR

kVAR 中所需的电容器

所需电容器 kVAR =P in kW (Tan θ1 – Tan θ2)

kVAR =3.6kW x (1.333 – 0.426)

VAR =3265.2 VAR

所需的 kVAR =3.2652 kVAR

第 3 步：将 kVAR 转换为微法

所需电容，单位 µF

C =kVAR x 10⁹ ÷ (2π x f x V² ) ... 以微法拉

C =3.2625 kVAR x 10⁹ ÷ (2π x 60Hz x 240² 五）

C =150.4 µF