《無功功率的人工補償.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《無功功率的人工補償.ppt（28頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、 企業(yè)無功補償 內容提要： 介紹功率因數(shù)的概念、計算方法、影響功率因數(shù)的 因素及提高功率因數(shù)的效益的措施，同時對提高功率因 數(shù)的方法和無功功率的人工補償作了介紹。 5.1 功率因數(shù)的基本知識 教學要求 掌握功率因數(shù)的基本概念及其分類，了解企業(yè)功率因 數(shù)的影響因素及提高功率因數(shù)的效益。 一 功率因數(shù)的基本概念 1、有功功率與無功功率 電網需要電源供給 2部分能量，一部分用于做功而被消 耗掉，這部分電能轉換成機械能、熱能、化學能和光能， 稱為 有功功率 ； 另一部分能量是用來建立交變磁場，并不對外部電路 做功，它由電能轉換為磁能，再由磁能轉換為電能，這樣
2、反復交換的功率稱為 無功功率 。 2、感性無功功率和容性無功功率 感性無功功率 ：磁場所具有的磁場能是由電源供給的， 電動機、變壓器在能量轉換過程中建立交變磁場，在一 個周期內吸收的功率和釋放的功率相等，這種功率稱為 感性無功功率。 容性無功功率 ：電容器在交流電網中接通時，在一個 周期內，上半周期的充電功率和下半周期的放電功率相 等，不消耗能量，這種充放電功率叫容性無功功率。 3、 視在功率 交流電路中，有功功率和無功功率構成視在功率。 關系如圖： 電壓和電流向量關系 U I 功率三角形 S Q P 由功率三角形可知： 22 QPS 2 1 1
3、P QS PC O S 公式中： S 視在功率 KVA P 有功功率 KW Q 無功功率 KVar COS 功率因數(shù) 功率因數(shù)角 4、功率因數(shù)及功率因數(shù)角 電流和電壓之間的相位差用 表示，稱為功率因數(shù)角。 它的余弦 COS 表示有功功率與視在功率之比，稱為 功率因數(shù)。 二、 功率因數(shù)測量的計算 COS 隨著用電負荷的變化和電壓波動而變化，這對功率 的測量和計算十分重要。 1 自然功率因數(shù) 是指用電設備沒有安裝無功補償設備時的功率因數(shù)， 或者說用電設備本身所具有的功率因數(shù)。 自然功率因數(shù)的高等主要取決于用電設備的負荷特性 . 2 瞬時功率因數(shù) 指某一瞬間由功率因數(shù)
4、表讀出的功率因數(shù)值，也可 根據(jù)電壓表、電流表和有功功率表在同一時間的讀 數(shù)經過計算確定。 瞬時功率因數(shù)的影響因素： 用電設備的類型 負荷的大小 電壓的高低 3 加權平均功率因數(shù) （ 1）定義：指企業(yè)在一定時間段（一個工作班、一周 或者一個月等）內功率因數(shù)的加權平均值。 （ 2）企業(yè)考核 ：以一個月加權平均功率因數(shù)進行 它通過企業(yè)一個月內消耗的實用有功電量和無功電量 計算而得到。 2 1 1 P QS P C O S (3) 注意 ：供電部門每月定時來企業(yè)考核月加權平均功 率因數(shù)的大小，再與國家規(guī)定的平均功率因數(shù)值比較， 從而決定企業(yè)所交納電費是獎勵還是
5、懲罰，并采取相應 的措施，以利于節(jié)約用電。 三 影響功率因數(shù)的因素 電感性用電設備配套不合適或者不合理，造成用 電設備長期輕載或者空載運行，使無功功率的消 耗量增大； 大量采用電感性用電設備，（如異步電動機、交 流電焊機、感應電爐等）而消耗大量的無功功率； 變壓器的負荷率和年利用小時數(shù)過低，造成過多 的消耗無功功率； 線路中的無功功率損耗； 無功功率補償裝臵的容量不足，企業(yè)用電設備所 消耗的無功功率主要靠發(fā)電機供給，致使輸變電 設備的無功功率消耗量大。 四 提高功率因數(shù)的效益 提高設備有功出力； 降低功率損耗和電能損失； 減少電力設備的投資； 減少電壓損失，改善
6、電壓質量； 5.2 提高功率因數(shù)的方法 教學要求 掌握提高功率因數(shù)的方法，包括提高自然功率因數(shù)和 人工補償。 一 提高自然功率因數(shù) 定義 ：指不用任何補償設備，采用降低各種用電設備所需 的無功功率來提高功率因數(shù)的方法。 具體方法 合理的選擇使用電動機； 適當降低電動機運行電壓； 安裝空載自動斷電裝臵； 提高電動機的檢修質量； 合理選擇使用變壓器； 調整工藝過程，改善設備運行制度； 停運空載變壓器； 調整負荷，實現(xiàn)均衡用電。 二 無功補償 根據(jù) 供電營業(yè)規(guī)則 對功率因數(shù)的要求，僅僅依靠 提高自然功率因數(shù)的方法是不能滿足的，用電單位還 需要裝設無功補
7、償裝臵，對功率因數(shù)進行人工補償。 5.3 無功功率的人工補償 教學要求 掌握電容器補償無功功率的原理、原則、方式及其補償容 量的確定。了解并聯(lián)電容器的接線方式及電容器組的投切 控制。 一 電容器補償無功功率原理 工礦企業(yè)的用電設備大部分是電感性的，這 使得線路電流滯后于線路電壓一個角度 如圖所示 電容器補償無功功率原理圖 c I U a I I I r I r I 二 電容器補償容量的確定 用電容器提高功率因數(shù)可獲得顯著的經濟效益。但是，電 容性負荷過大，會引起電壓的升高，帶來不良影響。所以 ，應適當選擇電容器的安裝容量，通常電容器的補償容量 按下式確
8、定： c a v 1 2Q = P t g - t g cQ avP 12tg , tg 所需的補償容量 kw 年中最大負荷月份的平均有功負荷， kw 補償前后平均功率因數(shù)的正切值 三 無功功率補償原則與電容器補償方式 為了提高企業(yè)無功功率補償裝臵的經濟效益，減少無 功功率的流動，應盡量就地補償，就地平衡，這就是無 功補償?shù)脑瓌t。 并聯(lián)電容器的補償方式一般分別個別補償、分組補償 和集中補償三種。 1 個別補償 廣泛應用于低壓 網絡。它將電容器直 接接在用電設備附近 ，一般和用電設備和 用一套開關。 M 個 別 補 償 法 個別補償?shù)膬?yōu)點是補償效果好，缺點是電容器
9、利用 率低。當連續(xù)運行的用電設備所需補償?shù)臒o功功率 容量較大時，采用個別補償最為合適。 2 分布補償 這樣配電變壓器及變電所至車間的線路都可以得到 補償效果。分組補償時的電容器組利用率比個別補償時 高，所需容量比個別補償少。 分 組 補 償 法 M M 3 集中補償 這種補償方式的電容器組，利用率較高，但不能減少 用戶內部配電網絡的無功負荷所引起的損耗。 集 中 補 償 法 四 并聯(lián)電容器的接線方式 1 三角形接線 在 10kv的配電網中，當并聯(lián)電容器的額定電壓為 10.5kv 或 11kv時，應采用三角形接線并聯(lián)在配電網上，式并聯(lián) 電容器得到充分利用。 C1 C2 C
10、3 U V W 并 聯(lián) 電 容 器 的 三 角 形 接 線 方 式 優(yōu)點：采用三角形接線的補償容量為采用星形接線的 補償熔煉的 3倍，充分發(fā)揮了它的補償效果，是最經 濟合理的。另外，當三角形接線中的任意性并聯(lián)電容 器斷線時，三相配電線路仍能得到補償。 缺點：并聯(lián)電容器直接承受配電網的線電壓。當任何 一個并聯(lián)電容器因故障被擊穿而發(fā)生短路故障時，便 形成兩相短路，通過故障點的電流為相間短路電路， 回路電流非常大，可能導致并聯(lián)電容器油箱爆炸，威 脅配電網的安全運行。 適用范圍：短路容量較小的工礦企業(yè)用戶、變電所和 配電線路中。 2 星形接線 在 10kv配電網中，如果并聯(lián)電容器的額定電壓為
11、6.3kv時， 采用星形接線。如圖所示。 C 1 C 2 C 3 U V W 星 形 接 線 方 式 （ 1）優(yōu)點：采用星形接線的并聯(lián)電容器承受的是相電壓， 所以當一臺電容器被擊穿而短路時，通過故障點的電 流 是額定相電流的 3倍，運行較安全。另外，星形接線的一 相被擊穿時，單臺保護熔斷絲使故障電容器斷開后，不 易造成相間短路，使其余電容器繼續(xù)運行，進行無功補 償。 （ 2）缺點：當一項并聯(lián)電容器斷線時，會造成該相失去 補償，引起三相不平衡。 五 電容器組投切控制 1.電容器補償?shù)墓潭ㄍ肚信c自動投切比較 電容器的固定投切方式沒有根據(jù)功率因數(shù)的變化而變化，容易造 成補償裝臵欠補或者過補
12、。為了克服高峰負荷時的欠補償，就必須 多裝設補償容量，這不僅增加投資，而且由于增大了補償容量，在 低谷負荷時必然產生過補償，結果將造成企業(yè)用電互相配電系統(tǒng)倒 送無功功率，產生過電壓，破壞供電質量，也威脅并聯(lián)電容器和用 電設備的安全運行。若將補償容量裝設在低負荷時，則到高峰時就 會出現(xiàn)補償?shù)臒o功功率不足，達不到補償?shù)男Ч? 采用無功功率自動補償，就可以根據(jù)配電系統(tǒng)中無功負荷的大小， 自動及時的投切無功功率補償容量，克服了上述欠補償或者過補償 所引起的不良后果?？梢杂行У靥岣吖β室驍?shù)，降低線損，保證電 能質量。 2. 并聯(lián)電容器投切的自動控制方式 高壓并聯(lián)電容器投切的自動控制方式 低壓并聯(lián)電容器投切的自動控制方式 時間型自動控制方式 功率因數(shù)性自動控制方式 高壓型自動控制方式 電流型自動控制方式 程序控制方式 無功功率自動控制方式 綜合性控制方式
無功功率的人工補償.ppt
