襄陽源創(chuàng)電氣有限公司小王告訴我們：為什么要進行無功補償

 

　　交流電在通過純電阻的時候,電能都轉成了熱能,而在通過純?nèi)菪曰蛘呒兏行载撦d的時候,并不做功.也就是說沒有消耗電能,即為無功功率.當然實際負載不可能為純?nèi)菪载撦d或者純感性負載,一般都是混合性負載,這樣電流在通過它們的時候,就有部分電能不做功,就是無功功率,此時的功率因數(shù)小于1,為了提高電能的利用率,就要進行無功補償。

 

　　這種功率在電網(wǎng)中會造成電壓降落（感性電抗時）或電壓升高（容性電抗時）和焦耳（電阻發(fā)熱）損失，卻不能做出有效的功。因而需要對無功功率進行補償。合理配置無功補償（包括在什么地點、用多大容量和采用何種型式）是電力系統(tǒng)規(guī)劃和設計工作中一項重要內(nèi)容。在運行中,合理使用無功補償容量，控制無功功率的流動是電力系統(tǒng)調(diào)度的主要工作之一。

 

　　無功功率的產(chǎn)生和影響

 

　　在交流電力系統(tǒng)中，發(fā)電機在發(fā)有功功率的同時也發(fā)無功功率，它是主要的無功功率電源；運行中的輸電線路，由于線間和線對地間的電容效應也產(chǎn)生部分無功功率,稱為線路的充電功率,它和電壓的高低、線路的長短以及線路的結構等因素有關。電能的用戶（負荷）在需要有功功率 (P)的同時還需要無功功率(Q),其大小和負荷的功率因數(shù)有關；有功功率和無功功率在電力系統(tǒng)的輸電線路和變壓器中流動會產(chǎn)生有功功率損耗(ΔP)和無功功率損耗(ΔQ),也會產(chǎn)生電壓降落(ΔU)。 它們之間有如下關系：

 

　　△U=(ΡR+QX)/U

 

　　式中P、Q分別為流入輸電線（或變壓器）的有功功率和無功功率，U 是輸電線（或變壓器）與P、Q同一點測得的電壓,R、X 則分別是輸電線（或變壓器）的電阻和電抗。

 

　　由此可見，無功功率在輸電線、變壓器中的流動會增加有功功率損耗和無功功率損耗以及電壓降落；由于變壓器、高壓架空線路中電抗值遠遠大于電阻值，所以無功功率的損耗比有功功率的損耗大，并且引起電壓降落的主要因素是無功功率的流動。

 

　　一般情況下，電力系統(tǒng)中發(fā)電機所發(fā)的無功功率和輸電線的充電功率不足以滿足負荷的無功需求和系統(tǒng)中無功的損耗，并且為了減少有功損失和電壓降落，不希望大量的無功功率在網(wǎng)絡中流動，所以在負荷中心需要加裝無功功率電源，以實現(xiàn)無功功率的就地供應、分區(qū)平衡的原則。

 

　　無功補償?shù)淖饔?/a>

　　無功補償：在電子供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補償裝置，可以做到大限度的減少網(wǎng)絡的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動，諧波增大等諸多因素。無功補償可以收到下列的效益：①提高用戶的功率因數(shù),從而提高供電設備的利用率;②減少電力網(wǎng)絡的有功損耗；③合理地控制電力系統(tǒng)的無功功率流動，從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，改善電能質(zhì)量，提高了電力系統(tǒng)的抗干擾能力；④在動態(tài)的無功補償裝置上，配置適當?shù)恼{(diào)節(jié)器，可以改善電力系統(tǒng)的動態(tài)性能，提高輸電線的輸送能力和穩(wěn)定性；⑤裝設靜止無功補償器(SVS)還能改善電網(wǎng)的電壓波形,減小諧波分量和解決負序電流問題。對電容器、電纜、電機、變壓器等，還能避免高次諧波引起的附加電能損失和局部過熱。

 

　　無功補償原理

 

　　電網(wǎng)輸出的功率包括兩部分;一是有功功率;二是無功功率.直接消耗電能,把電能轉變?yōu)闄C械能,熱能,化學能或聲能,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率;不消耗電能;只是把電能轉換為另一種形式的能,這種能作為電氣設備能夠作功的必備條件,并且,這種能是在電網(wǎng)中與電能進行周期性轉換,這部分功率稱為無功功率,如電磁元件建立磁場占用的電能,電容器建立電場所占的電能.電流在電感元件中作功時,電流滯后于電壓90°.而電流在電容元件中作功時,電流超前電壓90°.在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,互差180°.如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件,使兩者的電流相互抵消,使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小,

 

　　實現(xiàn)方式

 

　　把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負荷之間相互交換。這樣，感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償。

 

　　意義

 

　　⑴補償無功功率，可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)。

 

　　⑵減少發(fā)、供電設備的設計容量，減少投資，例如當功率因數(shù)cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95時，裝1Kvar電容器可節(jié)省設備容量0.52KW；反之，增加0.52KW對原有設備而言，相當于增大了發(fā)、供電設備容量。因此，對新建、改建工程，應充分考慮無功補償，便可以減少設計容量，從而減少投資。

 

　　⑶降低線損，由公式ΔΡ%=（1-cosΦ/cosΦ）×100%得出其中cosΦ為補償后的功率因數(shù)，cosΦ為補償前的功率因數(shù)則：

 

　　cosΦ>cosΦ，所以提高功率因數(shù)后，線損率也下降了，減少設計容量、減少投資，增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例，以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。所以，功率因數(shù)是考核經(jīng)濟效益的重要指標，規(guī)劃、實施無功補償勢在必行。

 

　　無功補償方式

 

　　① 集中補償：在高低壓配電線路中安裝并聯(lián)電容器組；

 

　　② 分組補償：在配電變壓器低壓側和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補償電容器；

 

　　③ 單臺電動機就地補償：在單臺電動機處安裝并聯(lián)電容器等。

 

　　加裝無功補償設備，不僅可使功率消耗小，功率因數(shù)提高，還可以充分挖掘設備輸送功率的潛力。

 

　　確定無功補償容量時，應注意以下兩點：

 

　　① 在輕負荷時要避免過補償，倒送無功造成功率損耗增加，也是不經(jīng)濟的。

 

　　② 功率因數(shù)越高，每千伏補償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補償

 

　　就三種補償方式而言，無功就地補償克服了集中補償和分組補償?shù)娜秉c，是一種較為完善的補償方式：

 

　　⑴因電容器與電動機直接并聯(lián)，同時投入或停用，可使無功不倒流，保證用戶功率因數(shù)始終處于滯后狀態(tài)，既有利于用戶，也有利于電網(wǎng)。

 

　　⑵有利于降低電動機起動電流，減少接觸器的火花，提高控制電器工作的可靠性，延長電動機與控制設備的使用壽命。

 

　　無功就地補償容量可以根據(jù)以下經(jīng)驗公式確定：Q≤UΙ0式中：Q---無功補償容量（kvar）；U---電動機的額定電壓（V）；Ι0---電動機空載電流（A）；但是無功就地補償也有其缺點：⑴不能全面取代高壓集中補償和低壓分組補償；眾所周之，無功補償按其安裝位置和接線方法可分為：高壓集中補償、低壓分組補償和低壓就地補償。其中就地補償區(qū)域大，效果也好。但它總的電容器安裝容量比其它兩種方式要大，電容器利用率也低。高壓集中補償和低壓分組補償?shù)碾娙萜魅萘肯鄬^小，利用率也高，且能補償變壓器自身的無功損耗。為此，這三種補償方式各有應用范圍，應結合實際確定使用場合，各司其職。

 

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