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无功功率补偿原理

    电网中的电力负荷如电动机、变压器等,大部分属于感性负载,感性负载是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场,在一个周期内吸收的功 率和释放的功率相等,这种功率叫无功功率。电网在感性负载运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装无功补偿设备以后,可以提供感性电抗所 消耗的无功功率,减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率,由于减少了无功功率在电网中的流动,因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成 的电能损耗,这就是无功补偿。无功补偿可以提高功率因数,是一项投资少,收效快的降损节能措施。电网中常用的无功补偿方式包括:①在变电所母线集中安装并 联电容器组;②在高低压配电线路中分散安装并联电容器组;③在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器;④在单台电动机处安装并联电容器等。 设置无功补偿设备,不仅可使功率消耗减小,功率因数提高,还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。 一.无功补偿的原理 电网输出的有功功率,是通过用电设备把电能转变为机械能,热能,化学能或声能等,是用户所需要的部分。而无功功率则不通过用电设备转变能量,对我们来说不 能发挥作用。无功补偿的基本原理是:把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路,能量在两种负荷之间相互交换。这样,感性负荷所需要的无功 功率可由容性负荷输出的无功功率来补偿。当前,国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损 耗小。二.无功补偿的原则 提高用电单位的自然功率因数,无功补偿分为集中补偿,分散补偿和随机随器补偿,应该遵循:全面规划,合理布局,分级补偿,就地平衡;集中补偿与分散补偿相 结合,以分散补偿主;高压补偿与低压补偿相结合,以低压补偿为主;调压与降损相结合,以降损为主的原则。 三.无功补偿的意义 补偿无功功率,可以增加电网中有功功率的比例常数。减少发、供电设备的设计容量,减少投资,提高功率因数后,线损率也下降了。减少设计容量,减少投资,增 加电网中有功功率的输送比例,以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益。 1、无功补偿改善电能质量 电网中无功补偿设备的合理配置,与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。 由于越靠近线路末端,线路的电抗越大,因此越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。 2、无功补偿降低电能损耗 安装无功补偿主要是为了降损节能,如输送的有功P为定值,加装无功补偿设备后功率因数 由cosφ提高到cosφ1,因为P=UIcosφ,负荷电流I与cosφ成反比,又由于P=I2R,线路的有功损失与电流I的平方成正比。当cosφ升 高,负荷电流I降低,即电流I降低,线路有功损耗就成倍降低。 3、无功补偿挖掘发供电设备潜力 (1) 在设备容量不变的条件下,由于提高了功率因数可以少送无功功率,因此可以多送有功功率。可多送的有功功率ΔP计算如下: ΔP=P1-P=S(cosφ1-cosφ) (2) 如需要的有功不变,则由于需要的无功减少,因此所需要的配变容量也相应地减少ΔS计算如下: ΔS=S-S1=P(1/cosφ-1/cosφ1) 可以减少供电设备容量占原容量的百分比为ΔS/S计算如下: ΔS/S=(cosφ1-cosφ)/cosφ1=(1-cosφ/cosφ1) (3) 安装无功补偿设备,可使发电机多发有功功率。系统采取无功补偿后,使无功负荷降低,发电机就可少发无功,多发有功,充分达到铭牌出力。 4、无功补偿减少用户电费支出 (1) 可以避免因功率因数低于规定值而受罚。 (2) 可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗,因而相应可以减少电费的支出。 综上所述,采用无功补偿可以提高功率因数,是一项投资少,收效快的节能措施。并联补偿电容器原理简单、使用方便、运行经济、投资省、可以分组投切保证电压 合格率和合理的功率因数。我国各地区配网和农网很多地方平均功率因数偏低,有降低线损的潜力。通过计算,采用补偿电容器进行合理的补偿一定能取得显著的经 济效益。
发布时间: 2015-01-29 10:18:03
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