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问题:
什么是无功功率,它是怎样产生的?
无功功率为什么要进行补偿?怎么补偿?
目前无功补偿方面有哪些主要的技术和产品?
怎么进行无功补偿装置的设计和选型?
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电力系统是由异步电动机、变压器及其它电磁设备而构成的。
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的,如配电变压器、电动机等,它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。
电网供给2部分能量,一部分用于做功而被消耗掉,这部分电能转换成机械能、热能、化学能和光能,称为有功功率;
功率
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另一部分能量是用来建立交变磁场,并不对外部电路做功,它由电能转换为磁能,再由磁能转换为电能,这样反复交换的功率称为无功功率(reactive power) 。
所谓的“无功”并不是“无用”的电功率,只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已;因此在供用电系统中除了需要有功电源外,还需要无功电源,两者缺一不可。无功功率单位为乏(var)。
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电力系统
无功负荷:以滞后功率因数运行的设备的无功部分
无功损耗:
线路
消耗QL(感性)
提供QC(充电
功率)
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任意一两端无源网络如图所示。设电压和电流分别为
则瞬时功率
pr在一周期内的平均值为
px在一周期内的平均值为0。
Pr即为电路消耗的有功功率,用P表示;px这一部分电流不消耗有功功率,但它要占用电源的视在功率,即电源的发电能力,其幅值为,该值定义为电路的无功功率Q。
交流电路的无功功率
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无功功率的计算
有功功率是一个平均值,无功功率是一个交换功率的幅值。
在电路中将U(t)与I(t)的有效值之积定义为视在功率S,
功率因数
感性无功符号为正,或者说感性负荷吸收无功功率。
容性无功符号为负,或者说容性负荷供给无功功率。
功率三角形:
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功率因数
在电力网的运行中,功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度,我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小,视在功率将大部分用来供给有功功率,从而提高电能输送的功率。
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影响功率因数的主要因素
电感性用电设备配套不合适或者不合理,造成用电设备长期轻载或者空载运行,使无功功率的消耗量增大;
大量采用电感性用电设备,(如异步电动机、交流电焊机、感应电炉等)而消耗大量的无功功率;
变压器的负荷率和年利用小时数过低,造成过多的消耗无功功率;
线路中的无功功率损耗;
无功功率补偿装置的容量不足,企业用电设备所消耗的无功功率主要靠发电机供给,致使输变电设备的无功功率消耗量大。
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提高功率因数的效益
提高设备有功出力;
降低功率损耗和电能损失;
减少电力设备的投资;
减少电压损失,改善电压质量;
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