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概念剖析
为什么要无功补偿
无功补偿的优点
无功补偿的方法
无功调节的分类
概念剖析
1、视在功率:在交流电路中,我们将正弦交流电电路中电压有效值与电流有效值的乘积称为视在功率,即S=UI。视在功率不表示交流电路实际消耗的功率,只表示电路可能提供的最大功率或电路可能消耗的最大有功功率。
2、有功功率:有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。方向:电源至负载。S
3、无功功率:是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。无功功率不做功,但是要保证有功功率的传导必须先满足电网的无功功率。方向:上半周期从电源至负载,下半周期从负载至电源
4 、功率因数:有功功率出力在设备容量中所占的比重。 cosj =P/S
什么是无功功率
电网中电力设备大多是根据电磁感应原理工作的,他们在能量转换过程中建立交变的磁场,在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等。电源能量在通过纯电感或纯电容电路时并没有能量消耗,仅在负荷与电源之间往复交换,在三相之间流动,由于这种交换功率不对外做功,因此称为无功功率。
什么是无功功率
从物理概念来解释感性无功功率:由于电感线圈是贮藏磁场能量的元件,当线圈加上交流电压后,电压交变时,相应的磁场能量也随着变化。当电压增大,电流及磁场能量也就相应加强,此时线圈的磁场能量就将外电源供给的能量以磁场能量形式贮藏起来;当电流减小和磁场能量减弱时,线圈把磁场能量释放并输回到外面电路中。交流电感电路不消耗功率,电路中仅是电源能量与磁场能量之间的往复转换
什么是无功功率
从物理概念来解释容性无功功率:由于电容器是贮藏电场能量的元件,当电容器加上交流电压后,电压交变时,相应的电场能量也随着变化。当电压增大,电流及电场能量也就相应加强,此时电容器的电场能量就将外电源供给的能量以电场能量形式贮藏起来;当电压减小和电场能量减弱时,电容器把电场能量释放并输回到外面电路中。交流电容电路不消耗功率,电路中仅是电源能量与电场能量之间的往复转换
什么是功率因数
S
j
Q
P
式中:cosφ—功率因数
P—有功功率,KW
Q—无功功率,Kvar
S—视在功率,KVA
功率因数-负荷自然功率因数:无功补偿前负荷的功率因数
cosj =P/S
为什么要无功补偿
在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。
但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要,所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户对无功功率的需要,这样用电设备才能在额定电压下工作。
无功补偿的优点
1、根据用电设备的功率因数,可测算输电线路的电能损失。通过现场技术改造,可使低于标准要求的功率因数达标,实现节电目的。
2、 采用无功补偿技术,提高低压电网和用电设备的功率因数,是节电工作的一项重要措施。
3、 无功补偿,它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低能耗,改善电网电压质量,稳定设备运行。
4、减少电力损失,一般工厂动力配线依据不同的线路及负载情况,其电力损耗约2%--3%左右,使用电容提高功率因数后,总电流降低,可降低供电端与用电端的电力损失。
5、 改善供电品质,提高功率因数,减少负载总电流及电压降。于变压器二次侧加装电容可改善功率因数提高二次侧电压。
6、 延长设备寿命。 改善功率因数后线路总电流减少,使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低,因此可以降低温升增加寿命(温度每降低10°C,寿命可延长1倍)
7、最终满足电力系统对无功补偿的监测要求,消除因为功率因数过低而产生的罚款。
8、无功补偿可以改善电能质量、降低电能损耗、挖掘发供电设备潜力、无功补偿减少用户电费支出,是一项投资少,收效快的节能措施。
9、无功补偿技术对用电单位的低压配电网的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益,确定无功功率的补偿容量,确保补偿技术经济、合理、安全可靠,达到节约电能的目的。
无功补偿的作用
1.提高电压质量
把线路中电流分为有功电流Ia和无功电流Ir,则线路中的 电压损失:
式中: P—有功功率,KW
Q—无功功率,Kvar
U—额定电压,KV
R—线路总电阻,Ω
Xl—线路感抗,Ω
因此,提高功率因数后可减少线路上传输的无功功率Q,若保持有功功率不变,而R、Xl均为定值,无功功率Q越小,电压损失越小,从而提高了电压质量。