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什么是无功补偿? 无功补偿原理及作用

2017-09-15 17:58:37 水阻柜网 阅读

什么是无功补偿?

电力电网中的负荷如变压器电动机等,很多属于感性负荷,需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联智能电力电容器等无功补偿设备以后,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,减少了无功功率在电力电网中的流动,所以可以降低变压器与线路因传输无功功率造成的电能损耗,这就是无功补偿。

无功补偿原理及作用

无功补偿作用

无功功率补偿简称无功补偿,在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置,可以做到最大限度的减少电网的损耗,使电网质量提高。反之,如选择或使用不当,可能造成供电系统,电压波动,谐波增大等诸多因素。

交流电在通过纯电阻性负载的时候,电能都转成了热能,而在通过纯容性或者纯感性负载的时候,并不做功。也就是说没有消耗电能,即为无功功率。当然实际负载,不可能为纯容性负载或者纯感性负载,一般都是混合性负载,这样电流在通过它们的时候,就有部分电能不做功,就是无功功率,此时的功率因数小于1,为了提高电能的利用率,就要进行无功补偿。

在大系统中,无功补偿还用于调整电网的电压,提高电网的稳定性。

在小系统中,通过恰当的无功补偿方法还可以调整三相不平衡电流。按照王氏定理:在相与相之间跨接的电感或者电容可以在相间转移有功电流。因此,对于三相电流不平衡的系统,只要恰当地在各相与相之间以及各相与零线之间接入不同容量的电容器,不但可以将各相的功率因数均补偿至1,而且可以使各相的有功电流达到平衡状态。

无功补偿原理

无功补偿原理

无功补偿的基本原理:电网输出的功率包括两部分:一是有功功率:直接消耗电能,把电能转变为机械能、热能、化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;二是无功功率:不消耗电能,只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率(如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能)。

无功补偿的具体实现方式: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补偿。

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,例如当功率因数cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95时,装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW;反之,增加0.52KW对原有设备而言,相当于增大了发、供电设备容量。因此,对新建、改建工程,应充分考虑无功补偿,便可以减少设计容量,从而减少投资。

降低线损,由公式ΔΡ%=1-cosθ/cosΦ)×100%得出其中cosΦ为补偿后的功率因数,cosθ为补偿前的功率因数则:

cosΦ>cosθ,所以提高功率因数后,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。所以,功率因数是考核经济效益的重要指标,规划、实施无功补偿势在必行。

电网中常用的无功补偿方式包括:

集中补偿:在高低压配电线路中安装并联电容器组;

分组补偿: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;

单台电动机就地补偿:在单台电动机处安装并联电容器等。

加装无功补偿设备,不仅可使功率消耗小,功率因数提高,还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。

确定无功补偿容量时,应注意以下两点:

在轻负荷时要避免过补偿,倒送无功造成功率损耗增加,也是不经济的。

功率因数越高,每千伏补偿容量减少损耗的作用将变小,通常情况下,将功率因数提高到0.95就是合理补偿。

无功就地补偿容量可以根据以下经验公式确定:QUΙ0式中:Q---无功补偿容量(kvar);U---电动机的额定电压(V);Ι0---电动机空载电流(A);

但是无功就地补偿也有其缺点:⑴不能全面取代高压集中补偿和低压分组补偿;众所周之,无功补偿按其安装位置和接线方法可分为:高压集中补偿、低压分组补偿和低压就地补偿。其中就地补偿区域最大,效果也好。但它总的电容器安装容量比其它两种方式要大,电容器利用率也低。高压集中补偿和低压分组补偿的电容器容量相对较小,利用率也高,且能补偿变压器自身的无功损耗。为此,这三种补偿方式各有应用范围,应结合实际确定使用场合,各司其职。

无功补偿:节电

电力电网中的负荷如变压器、电动机等,很多属于感性负荷,需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联智能电力电容器等无功补偿设备以后,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,减少了无功功率在电力电网中的流动,所以可以降低变压器与线路因传输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,是一项收效快、投资少的降损节能措施。

电网系统中常见的无功补偿方式包括:

1.集中补偿:在高低压配电线路中安装并联电容器组;

2.单台电动机就地补偿:在单台电动机处安装并联电容器等;

3.分组补偿: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。

无功补偿具有优点:

1.降低电能损耗;

2.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。

3.挖掘发供电设备潜力

1)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;

2)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;

3)安装智能无功补偿设备,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.减少用户电费支出

无功补偿

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。

就三种补偿方式而言,无功就地补偿克服了集中补偿和分组补偿的缺点,是一种较为完善的补偿方式:

1)有利于降低电动机起动电流,减少接触器的火花,提高控制电器工作的可靠性,延长电动机与控制设备的使用寿命。

2)因智能电容器与电动机直接并联,同时投入或停用,可使无功不倒流,保证用户功率因数始终处于滞后状态,既有利于用户,也有利于电网。

确定无功补偿容量时应注意:

1.在轻负荷时要避免过补偿,倒送无功造成功率损耗增加,也是不经济的;

2.功率因数越高,每千乏补偿容量减少损耗的作用将变小,通常情况下,将功率因数提高到0.95就是合理补偿。

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