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無功補償對低壓電網功率因數的影響

 發布時間:2019-07-29

依據用電設備的功率因數,可測算輸電線路的電能損失。經過現場技術改造,可使低于規範要求的功率因數達标,完成節電目的。本文剖析了無功補償的作用和補償容量的挑選辦法,側重論說了低壓電網和異步電動機無功補償容量的裝備。結合應用實例闡明選用無功補償技術,進步低壓電網和用電設備的功率因數,已成為節電作業的一項重要辦法。

導言 

無功補償,就其概念而言早為人所知,它便是借助于無功補償設備供給必要的無功功率,以進步體系的功率因數,下降能耗,改進電網電壓質量。無功補償的合理裝備準則:①整體平衡與局部平衡相結合,以局部為主。②電力部門補償與用戶補償相結合。在配電網絡中,用戶耗費的無功功率約占50%~60%,其餘的無功功率耗費在配電網中。因而,為了削減無功功率在網絡中的運送,要盡或許地完成就地補償,就地平衡,所以有必要由電力部門和用戶共同進行補償。③渙散補償與會集補償相結合,以渙散為主。會集補償,是在變電所會集裝設較大容量的補償電容器。渙散補償,指在配電網絡中渙散的負荷區,如配電線路,配電變壓器和用戶的用電設備等進行的無功補償。會集補償,首要是補償主變壓器本身的無功損耗,以及削減變電所以上輸電線路的無功電力,然後下降供電網絡的無功損耗。但不能下降配電網絡的無功損耗。因為用戶需求的無功經過變電所以下的配電線路向負荷端運送。所以為了有用地下降線損,有必要做到無功功率在哪裡發生,就應在哪裡補償。所以,中、低壓配電網應以渙散補償為主。④降損與調壓相結合,以降損為主。 

1影響功率因數的首要要素 

1.1異步電動機和電力變壓器是耗用無功功率的首要設備異步電動機的定子與轉子間的氣隙是決定異步電動機需求較多無功的首要要素。而異步電動機所耗用的無功功率是由其空載時的無功功率和一定負載下無功功率添加值兩部分所組成。所以要改進異步電動機的功率因數就要避免電動機的空載運轉并盡或許進步負載率。變壓器耗費無功的首要成份是它的空載無功功率,它和負載率的大小無關。因而,為了改進電力體系和企業的功率因數,變壓器不該空載運轉或長其處于低負載運轉狀況。 

1.2供電電壓超出規定範圍也會對功率因數形成很大的影響當供電電壓高于額外值的10%時,因為磁路飽和的影響,無功功率将添加得很快,據有關資料核算,當供電電壓為額外值的110%時,一般工廠的無功将添加35%左右。當供電電壓低于額外值時,無功功率也相應削減而使它們的功率因數有所進步。但供電電壓下降會影響電氣設備的正常作業。所以,應當采取辦法使電力體系的供電電壓盡或許保持穩定。 

1.3電網頻率的波動也會對異步電機和變壓器的磁化無功功率形成一定的影響 

1.4以上論說了影響電力體系功率因數的一些首要要素,因而有必要要尋求一些行之有用的、能夠使低壓電力網功率因數進步的一些有用辦法,使低壓網能夠完成無功的就地平衡,達到降損節能的作用。 

2低壓配電網無功補償的辦法 

進步功率因數的首要辦法是選用低壓無功補償技術,我們一般選用的辦法首要有三種:随機補償、随器補償、盯梢補償。 

2.1随機補償随機補償便是将低壓電容器組與電動機并接,經過操控、保護裝置與電機,一起投切。随機補償适用于補償電動機的無功耗費,以補勵磁無功為主,此種辦法可較好地限制用電單位無功負荷。随機補償的長處是:用電設備運轉時,無功補償投入,用電設備停運時,補償設備也退出,并且不需頻頻調整補償容量。具有出資少、占位小、裝置簡略、裝備便利靈敏,保護簡略、事端率低等。 

2.2随器補償随器補償是指将低壓電容器經過低壓保險接在配電變壓器二次側,以補償配電變壓器空載無功的補償辦法。配變在輕載或空載時的無功負荷首要是變壓器的空載勵磁無功,配變空載無功是用電單位無功負荷的首要部分,關于輕負載的配變而言,這部分損耗占供電量的份額很大,然後導緻電費單價的添加。随器補償的長處:接線簡略、保護辦理便利、能有用地補償配變空載無功,限制農網無功基荷,使該部分無功就地平衡,然後進步配變利用率,下降無功網損,具有較高的經濟性,是現在補償無功最有用的手法之一。 

2.3盯梢補償盯梢補償是指以無功補償投切裝置作為操控保護裝置,将低壓電容器組補償在大用戶0.4kv母線上的補償辦法。适用于100kVA以上的專用配變用戶,能夠替代随機、随器兩種補償辦法,補償作用好。盯梢補償的長處是運轉辦法靈敏,運轉保護作業量小,比前兩種補償辦法壽數相對延長、運轉更可靠。但缺點是操控保護裝置複雜、首期出資相對較大。但當這三種補償辦法的經濟性接近時,應優先選用盯梢補償辦法。 

3無功功率補償容量的挑選辦法 

無功補償容量以進步功率因數為首要目的時,補償容量的挑選分兩大類讨論,即單負荷就地補償容量的挑選(首要指電動機)和多負荷補償容量的挑選(指會集和局部分組補償)。 

3.1單負荷就地補償容量的挑選的幾種辦法 

3.1.1美國資料Qc=(1/3)Pe  

3.1.2日本辦法:從電氣核算日文雜志中查到:1/4~1/2容量核算考慮負載率及極對數等要素,按此法選取的補償容量,在任何負載狀況下都不會出現過補償,并且功率因數能夠補償到0.90以上。此法在節能技術上廣泛應用,對一般狀況都可行,特别适用于Io/Ie比值較高的電動機和負載率較低的電動機。可是關于Io/Ie較低的電動機額外負載運轉狀況下,其補償作用較差。 

3.1.3經曆系數法:因為電機極數不同,按極數大小确認經曆系數挑選容量比較接近實踐需求的電容器,選用這種辦法一般在70%負荷時,補後功率因數可在0.95~0.97之間 

電機容量大時選下限,小時選上限;電壓高時選下限,小時選上限4、Qc=P實踐測試比較準确辦法此法适用于任何一般理性負荷需求精确補償的就地補償容量的核算。 

3.1.4假如測試比較費事,能夠按下式:Qc≤√3UeIo×10-3(kvar) 

Io-空載電流=2Ie(1-COSφe)瑞典電氣公司推薦公式:QoQC 

若電動機帶額外負載運轉,即負載率β=1,則:QoQC 

依據電機學知識可知,關于Io/Ie較低的電動機(少極、大功率電動機),在較高的負載率β時吸收的無功功率Qβ與激勵容量Qo的比值較高,即兩者相差較大,在考慮導線較長,無功經濟當量較高的大功率電動機以較高的負載率運轉辦法下,此式來選取是合理的。 

3.1.5按電動機額外數據核算:Q=k(1-cos2φe)3UeIe×10-3(kvar) 

K為與電動機極數有關的一個系數 

極數:246810 

K值:0.70.80.850.9 

3.2多負荷補償容量的挑選多負荷補償容量的挑選是依據補償前後的功率因數來确認。 

3.2.1對已出産企業欲進步功率因數,其補償容量Qc按下式挑選:Qe=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm。式中:Km為最大負荷月時有功功率耗費量,由有功電能表讀得;Kj為補償容量核算系數,可取0.8~0.9;Tm為企業的月作業小時數;tgφ1、tgφ2含義同前,tgφ1由有功和無功電能表讀數求得。 

3.2.2對處于設計階段的企業,無功補償容量Qc按下式挑選: 

Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)。式中Kn為年均勻有功負荷系數,一般取0.7~0.75;Pn為企業有功功率之和;tgφ1、tgφ2含義同前。tgφ1可依據企業負荷性質查手冊近似取值,也可用加權均勻功率因數求得cosφ1。多負荷的會集補償電容器裝置簡略,運轉可靠、利用率較高。但電氣設備不連續運轉或輕負荷運轉時,會形成過補償,使運轉電壓擡高,電壓質量變壞。因而這種辦法挑選的容量,關于低壓來說最好選用電容器組自動操控補償,即依據負荷大小自動投入無功補償容量的多少,對高壓來說應考慮采取防過補償辦法。 

4無功補償的效益 

在現代用電企業中,在數量很多、容量大小不等的理性設備銜接于電力體系中,緻使電網傳輸功率除有功功率外,還需無功功率。如天然均勻功率因數在0.70~0.85之間。企業耗費電網的無功功率約占耗費有功功率的60%~90%,假如把功率因數進步到0.95左右,則無功耗費隻占有功耗費的30%左右。因為削減了電網無功功率的輸入,會給用電企業帶來效益。 

5結論 

文中會集探讨了無功補償技術對用電單位的低壓配電網的影響以及進步功率因數所帶來的經濟效益和社會效益,介紹了影響功率因數的首要要素和進步功率因數的辦法,讨論了怎麼确認無功功率的補償容量,保證補償技術經濟、合理、安全可靠,達到節省電能的目的。

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