文档介绍：电力电容器及无功补偿技术手册沙舟编著目录前言第一章基本概念………………………………………………..……………….……………(1)§1-1交流电能量转换………………………………………...……….…….……...……(1)§1-2有功功率与无功功率………………………………………..………….…………….(2)§1-3电容器串联与并联…………………………………………..……….…………….(3)§1-4并联电容器容量与损耗………………………………………..…….…………….(3)§1-5并联电容器无功补偿作用………………………………………..….…………….(4)第二章并联电容器无功补偿技术经济效益……………………………..….……………(5)§2-1无功补偿经济当量…..………………………………………………..…...……….…(5)§2-2最佳功率因数确定…………………………………………………..…...……..….(7)§2-3安装并联电容器改善电网电压质量……………..…………………………...…..….(8)§2-4安装并联电容器降低线损…………………………………………..…….…...……(11)§2-5安装并联电容器释放发电与供电设备容量………………..…………….……..….(13)§2-6安装并联电容器减少电费支出…………………………..……………….………...(15)前言众所周知,供电质量主要决定于电压、频率与波形三个方面。电网频率稳定决定于电网有功平衡,波形主要决定于网络与负荷谐波,电压稳定则决定于无功平衡。当然三者之间也具有一定内在关系。无功平衡决定于网络中无功产生与消耗。在系统中无功电源有同步发电机、同步调相机、电容器、电缆、输电线路电容、静止无功补偿装置与用户同步电动机,无功负荷则有电力变压器,输电线路电感与用户感应电动机,各种感应式加热炉、电弧炉等。为了满足系统中无功电力需求,单靠发电机、调相机、电缆与输电线路电容是不够,静补装置中也是采用电容器等。因此电容器在系统无功电源中占有相当比重,加之调相机为旋转设备。建设投资大,运行维护费用高。近年来世界各国都积极装设电容器,满足系统无功电力要求,维持电压稳定。但各国主要是装设并联电容器,装串联电容器者较少,因此编者主要介绍并联电容器无功补偿技术,它还广泛应用于谐波滤波装置,动态无功补偿设备与电气化铁道无功补偿装置之中,因与电力系统谐波有关。限于篇幅,准备在“谐波技术”中详述。这里主要介绍一些无功补偿技术基础。限于编者水平,加上时间仓促,不当之处难免,请读者批评指正。第一章基本概念§1-1交流电能量转换电力工程中常用电流、电压、电势等均按正弦波规律变化,即它们都是时间正弦函数。以电压u为例,可用下式表达:u=Umsin(ωt+j)(1-1)式中u为电压瞬时值,Um为电压最大值,w=2pf为角频率,表示电压每秒变化弧度数,f为电网频率,为每秒变化周数,我国电网f=50Hz,国外有50Hz与60Hz。当t=0时,相角为j,称之初相角,若选择正弦电压通过零点作为时间起点,则j=0,则:u=Umsinwt(1-2)如果将此电压加于电阻R两端,按欧姆定律,通过电阻电流i为:(1-3)由上式可见,电阻上电压u与电流i同相位,电压与电流同时达到最大值与零,电阻电路中功率:PR=ui=UmImsin2wt=UI(1-cos2wt)(1-4)式中U,I分别为电压与电流有效值,由于电压与电流方向始终相同,故功率始终为正值,电阻电路始终吸收功率,转换为热能或光能等被消耗掉。当正弦电流I=Imsinwt通过电感时,则电感两端电压为:(1-5)式中=wLIm。可见电感两端电压uL与电流i都是频率相同正弦量,其相位超前于电流或90°,即电压达最大值时电流为零,电感功率为:(1-6)它也是时间正弦函数,但频率为电流频率两倍,由图1-1可见,在第一、三个四分之一周期内电感吸收功率(PL>0),并把吸收能量转化为磁场能量,但在第二、四个四分之一周期内电感释放功率(PL<0〉磁场能量全部放出。磁场能量与电源能量转换反复进行,电感平均功率为零,不消耗功率。图1-1电感中电流、电压与功率变化把正弦电压u=sinwt接在电容C两端,流过电容C中电流为:(1-7)电容电流ic与电压u为频率相同正弦量,电流最大值Im=wc,电流相位超前电压或90°,即电压滞后于电流,电容功率:Pc=uicImsinwtcoswt=Isin2wt(1-8)可见功率也是时间正弦函数,其频率为电压频率两倍,为与图1-1比较,取ic起始相位为零,电压u滞后于电流。由图1-2可见,Pc在一周期内交变两次,第一、三个四分之一周期内,电容放电释放功率(Pc<0),储存在电场中能量全部送回电源,在第二、四个四分之一周期内,电容充电吸