無功補償簡單的來說就是不被電力公司罰款而安裝的一種補償設備,比如一些用電設備電機、電焊機等等。你的電氣設備功率标準已低于電力公司的功率标準,就被罰款了(電力公司是0.85-0.90以上), 所以必須要安裝這個無功補償 來補償,讓你的設備達到電力公司的功率因數标準才不會被罰款。
電容器的補償方式分為三種:就地補償、分散補償和集中補償,均适用于電流負載的場合。
就地補償:對于大型電機或者大功率用電設備宜裝設就地補償裝臵。就地補償是最經濟、最簡單以及最見效的補償方式。
在就地補償方式中,把電容器直接接在用電設備上,中間隻加串熔斷器保護,用電設備投入時電容器跟着一起投入,切除時一塊切除,實現了最方便的無功自動補償,切除時用電設備的線圈就是電容器的放電線圈。
分散補償:當各用戶終端距主變較遠時,宜在供電末端裝設分散補償裝臵,結合用戶端的低壓補償,可以使線損大大降低,同時可以兼顧提升末端電壓的作用。
集中補償:變電站内的無功補償,主要是補償主變對無功容量的需求,結合考慮供電壓區内的無功潮流及配電線路和用戶的無功補償水平來确定無功補償容量。35KV變電站一般按主變容量的10%-15%來确定;110KV變電站可按15%-20%來确定。下面我們詳細講下電容補償的相關知識!
一、無功功率、視在功率、有功功率的含義在電網中,由電源供給負載的電功率有兩種:一種是有功功率,另一種是無功功率
(2)有功功率(P):所謂有功功率,即能将電能轉化為其他能量形式的一種可以直接消耗掉的電功率,比如電機将電能轉化為機械能,在不考慮效率的情況下,11KW的電機每小時能将11KWH的電能轉化為同等的機械能;100W的白熾燈1小時能将0.1KWH的電能轉化成光能;同樣1KW的加熱器每小時能将1KWH的電能轉化成熱能等等,有功功率是能直接轉化成其他能量形式的電功率。
(3)視在功率(S):某種意義上來說,是有功功率P和無功功率Q之和;對于電源來說,視在功率是由有功和無功功率混合而成,比如變壓器提供的功率既包含有功也包含無功功率,所以變壓器的容量單位就是視在功率,單位為千伏安(KVA)。
二、視在功率、無功功率、有功功率三者的關系
要明白三者的關系,首先要了解什麼是功率因數。
在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的餘弦叫做功率因數,用符号cosΦ表示,在數值上,功率因數是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S.
那麼從下面就可看出,這三者相當于直角三角形三條表,大小滿足勾股定理。
三、無功功率是否代表無用的功率
有朋友問,無功功率到底是什麼?是無用功嗎?當然不是。說到功率,就涉及到三個概念:視在功率、有功功率、無功功率。三者符合三角形函數關系。
1、無功功率的危害
無功功率對供、用電産生一定的不良影響,主要表現在:
(1)降低發電機有功功率的輸出。
(2)降低輸、變電設備的供電能力。
(3)造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。
(4)造成低功率因數運行和電壓下降,使電氣設備容量得不到充分發揮。
2、無功功率的作用
無功功率決不是無用功率,它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉磁場,使轉子轉動,從而帶動機械運動,電動機的轉子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率,才能使變壓器的一次線圈産生磁場,在二次線圈感應出電壓。
因此,沒有無功功率,電動機就不會轉動,變壓器也不能變壓,交流接觸器不會吸合。為了形象地說明這個問題,舉一個例子:農村修水利需要開挖土方運土,運土時用竹筐裝滿土,挑走的土好比是有功功率,挑空竹筐就好比是無功功率,竹筐并不是沒用,沒有竹筐泥土怎麼運走呢?
無功功率有益處也有害處,我們在設計時會設法消除它的害處。
四、無功補償的進行及補償量的計算1、電容器補償的方式的選擇
(1)采用并聯電力電容器作為人工無功補償裝置時,為了盡量減少線損和電壓損失,宜就地平衡補償,即低壓部分的無功功率宜由低壓電容器補償,高壓部分的無功功率宜由高壓電容器補償。
當無高壓負荷時不得在高壓側裝設并聯電容器裝置。當對電動機用電設備采用就地單獨補償時,補償電容器的額定電流不應超過電動機勵磁電流的0.9倍。在進行用電負荷計算時,應計入補償後的無功功率。
(2)補償電容器組的投切方式分為手動和自動兩種。對于補償低壓基本無功功率的電容器組以及常年穩定的無功功率和投切次數較少的高壓電容器組,宜采用手動投切。為避免過補償或在輕載時電壓過高,造成某些用電設備損壞等,宜采用自動投切。在采用高、低壓自動補償裝置效果相同時,宜采用低壓自動補償裝置。
(3)無功自動補償的調節方式:以節能為主進行補償者,采用無功功率參數調節;對沖擊性負荷、動态變化快的負荷及三相不平衡負荷,可采用晶閘管(電子開關)控制,使其平滑無湧流,動态效果好,且可分相控制,有三相平衡效果。
(4)電容器分組時,應與配套設備的技術參數适應,滿足電壓偏差的允許範圍,适當減少分組組數和加大分組容量。分組電容器投切時,不應産生諧振。
(5)高壓電容器組宜串聯适當參數的電抗器,低壓電容器組宜加大投切容量,采用專用投切接觸器或晶閘管,以減少合閘沖擊電流。受用電設備諧波含量影響較大的線路上裝設電容組時,電抗器宜串聯。
2、電容補償量的計算
在計算電容補償量時,首先要學會負荷計算(請查找往期文章有講解),在設計時将所有設備的有功功率和無功功率進行計算加總,得出所有有設備的總有功、無功以及功率因數;再根據補償後需要達到的功率因素(正常0.9以上)進行差值計算,就得到需要補償的容量,即電容器的容量。
假設負載有功功率1KW、功率因數從0.7提高到0.95時所需電容補償量:
有功功率:P=1KW。
視在功率(功率因數0.7時):S1=1/0.7≈1.429(KVA)。
無功功率:Q1=根号(S1×S1-P×P)=根号(1.429×1.429-1×1)≈1.02(千乏)。
功率因數0.95時的視在功率:S2=1/0.95≈1.053(KVA)。
無功功率:Q2=根号(S2×S2-P×P)=根号(1.053×1.053-1×1)≈0.329(千乏)。
電容無功補償量:Qc=Q1-Q2=1.02-0.329≈0.691(千乏)。
五、電容補償櫃(調諧濾波器)的選型方法
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