无功功率补偿并电容器
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请问如何根据电力变压器容量选择无功补偿电容器的大小,有什么公式吗?比如200千瓦的电力变压器该选择总容量为多少千伐的电容。
在没有功率因数表可以参照的时候,如何根据用电总功率估算补偿电容的大小。
怎样正确选用电力电容器,如下几点供用户参考:1、用户购买电力电容器最好直接到生产厂家或由生产厂家授权的代理商处购买,这样防止购买假冒伪劣的产品。
2、用户在选用电力电容器时,应注意电力电容器的产品外观是否完整,有无碰损,及生产厂家的名牌、厂址、质保卡、合格证、说明书等是否齐全。
(厂名不全,如“威斯康电气公司”就是厂名不全,齐全的厂名应如“上海威斯康电气有限公司”。
通讯地址等不详的产品,用户最好不要购买,以防发生意外事故。
)购买前最好与生厂厂家联系证实一下产品售后服务等情况。
3、用户在购买电力电容器时,还应注意标牌上的各种数据:如额定电量KVAR、电容量uf、电流是否对,最好用UF表测量一下,用兆欧表测一下绝缘电阻,生产成套装置的厂家有条件的话可抽查耐压是否符合国家标准。
用户购买电力电容器时,不能只讲究价格便宜,俗话说“便宜没好货、好货不便宜”。
一般电容器产品的价格差异是基于其成本的高低。
如原材料的优劣:制造电力电容器的电容膜,有铝膜与锌铝膜两种,两者的价格相差很大,用锌铝膜制造的电容器相对成本高,当然质量也不同。
此外,电容膜的优质一等品与二等品的价格不同,质量也不同。
因此,用户在购买电容器时,价格是次要的,产品的质量才是最重要的。
4、安装使用电力电容器,安全可靠的方法是:安装之前,将每台电力电容器测量后,将产品序号做好纪录,再依次安装。
值得注意的一点,生产成套装置的厂家应考虑到电容补偿柜的运输问题。
如果将电容器安装好后运输,很容易造成电容器因运输途中的路面颠簸而碰撞损坏(特别是容量大的电容器因其自身高度和重量,最易因此受到损坏)。
方便而有效的解决办法是:在起始点对电容补偿柜装上电容器进行测试后,将电容补偿柜(空柜)和电力电容器分开运输,直到最终目的地(直接用户处)再进行安装。
变电站无功补偿及高压并联电容补偿装置设计2020-05-20 新用户796...修改一、电力系统的无功功率平衡1.1、无功功率电网中的电力负荷如电动机、变压器等都是靠电磁能量的变换而工作的,大部分属于感性负荷,建立磁场时要吸收无功,磁场消失时要交出无功。
在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。
电力设备电磁能量的交换伴随着吸收和放出无功。
每交换一次,无功都要在整个电力系统中传输,这不仅要造成很多电能损失,而且往往在无功来回转换中会引起电压变化,因此设计时,应注意保持无功功率平衡。
变电站装设并联电容器是改善电压质量和降低电能损耗的有效措施。
在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后,可以提供感性负载所消耗的无功功率,减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率,由于减少了无功功率在电网中的流动,因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗。
1.2、功率因数电网中的电气设备如电动机、变压器属于既有电阻又有电感的电感性负载,电感性负载的电压与电流的相量间存在相位差,相位角的余弦值即为功率因数cosφ,它是有功功率与视在功率的比值,即cosφ=P/S。
1.3、无功功率补偿的目的电网中的无功功率负荷主要有异步电动机、变压器,还有一部分输电线路。
而无功电源主要有发电机、静电电容器、同步调相机、静止补偿器。
无功功率的产生基本不消耗能源,但是无功功率沿电力网传输却要引起有功功率损耗和电压损耗。
合理配置无功功率补偿容量,以改变电力网无功潮流分布,可以减少网络中的有功功率损耗和电压损耗,从而改善用户端的电压质量。
在做电网网架规划时,根据各水平年各负荷点的有功负荷量及可靠性要求确定了变电容量的分配、线路回路数及导线截面和接线方式等等。
但是,这样还不能保证各用户端的电压达到国家和地区规定的要求。
因为做电网网架规划时是以最大负荷为依据,而实际运行时,负荷是变化的,功率因数也是变化的,通过线路的有功、无功功率都与规划计算时大不相同,因此,导致某些负荷点的电压“越限”(过高或过低)。
无功补偿电容标准
无功补偿是一种针对电力系统中无功功率存在的问题进行的处理方法。
电容则是无功补偿中常用的元件之一。
根据国家标准和规范,以下是关于电容应用于无功补偿的相关标准:
1. GB/T 14549-1993《无功补偿装置的电容器》:该标准规定
了无功补偿装置中使用的电容器的技术要求、试验方法和标志、包装、运输、贮存。
2. GB/T 12747-2004《低压电力电容器组》:该标准适用于额
定电压不超过1000V的低压电力电容器组产品,规定了技术
要求、试验方法和标志、包装、运输、贮存。
3. GB/T 11024-2013《高压电力电容器组》:该标准适用于额
定电压为10000V及以上的高压电力电容器组产品,规定了技
术要求、试验方法和标志、包装、运输、贮存。
4. DL/T 5047-2005《电力电容器组技术条件》:该标准规定了
电力电容器组的技术要求、试验方法和标志、包装、运输、贮存等。
以上是针对电容在无功补偿中的一些相关标准,在实际应用中需要根据具体情况选择符合要求的标准来进行相关设计、采购和使用。
首先,让我们先了解下什么是无功功率,以及无功功率在我们的电力系统中的作用. 无功功率: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。
为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率,因此,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)。
可见,虽然叫"无功"但是对于我们的生产生活还是非常重要的,是我们某些用电设备对电能进行转化环节的关键.但是因为它的这种必不可少,但又非能源的身份,使得无功功率处在了一个比较尴尬的地位.对用户,我们需要他.但是对于电能的销售以及管理部门,因为无功功率不参与能量转化,也就是我们说的不做功,所以就不能记以收费.但是由于用户的需要还必须对他们进行输送,管理,因而浪费财力及生产成本.因此需要一个合理的方法来解决这个问题.无功补偿:电网中的电力负荷如电动机、变压器等,大部分属于感性负荷,在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。
在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后,可以提供感性负载所消耗的无功功率,减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率,由于减少了无功功率在电网中的流动,因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗,这就是无功补偿。
说通俗些,就是利用电容器这一容性特性来提供本来需要我们从电网中获得的无功.最后祝你工作顺利.电容补偿就是无功补偿或者功率因数补偿。
电力系统的用电设备在使用时会产生无功功率,而且通常是电感性的,它会使电源的容量使用效率降低,而通过在系统中适当地增加电容的方式就可以得以改善。
电力电容补偿也称功率因数补偿!(电压补偿,电流补偿,相位补偿的综合).1,电容在交流电路里可将电压维持在较高的平均值!(近峰值).(高充低放),可改善增加电路电压的稳定性!2,对大电流负载的突发启动给予电流补偿!电力补偿电容组可提供巨大的瞬间电流!可减少对电网的冲击!3,电路里大量的感性负载会使电网的相位产生偏差,(感性元件会使交流电流相位滞后,电压相位超前90度!).而电容在电路里的特性与电感正好相反,起补偿作用。
毕业论文题目:无功功率补偿和并联电容器专业:年级:姓名:学号:指导教师:电力工程系年月日目录摘要第一章绪论 (1)1.1无功功率的产生和影响 (1)第二章无功功率补偿 (2)2.1无功补偿的原理 (2)2.2无功补偿的意义 (3)2.3无功功率补偿装置 (4)2.4无功补偿容量的确定 (5)第三章功率因数 (6)3.1功率因数的提高 (6)3.3功率因数调整电费 (8)3.4功率因数的标准值及其适用范围 (10)第四章电力电容器 (10)4.1电容器组投入和退出运行 (10)4.2并联电容器的补偿方式 (11)4.3并联电容器的接线方式 (11)4.4电容器组的运行注意事项 (12)4.5电容器组的运行维护 (13)第五章风力发电 (13)5.1风力发电系统无功补偿的重要性分析 (13)5.2风力发电的无功补偿 (14)第六章结论与研究展望 (15)参考文献 (15)摘要:近年来,随着电网容量增加,对电网无功要求也与日增加。
无功电源与有功电源一样,是保证电力系统电能质量、降低网络损耗以及安全运行所不可缺少的部分。
电力系统中,应保持无功功率的平衡,否则,将导致系统电压不正常,严重时,将导致设备损坏,系统瓦解。
此外,网络功率因素和电压的降低,还将导致网络输送能力下降、输电损耗增大、电气设备不能充分利用等。
因此,解决好网络补充问题,有着极其重要的意义。
关键词:无功补偿;功率因数;并联电容器;风力发电;第一章绪论1.1无功功率的产生和影响在交流电力系统中,发电机在发有功功率的同时也发无功功率,它是主要的无功功率电源;运行中的输电线路,由于线间和线对地间的电容效应也产生部分无功功率,称为线路的充电功率,它和电压的高低、线路的长短以及线路的结构等因素有关。
电能的用户(负荷)在需要有功功率 (P)的同时还需要无功功率(Q),其大小和负荷的功率因数有关;有功功率和无功功率在电力系统的输电线路和变压器中流动会产生有功功率损耗(ΔP)和无功功率损耗(ΔQ),也会产生电压降落(ΔU)。
用并联电容器补偿无功功率的原理及相关方法引言在电力系统中,无功功率是不可避免的。
无功功率对于电力系统的影响包括电压稳定性和输电损失等。
由于电容器具有“吞噬”无功功率的功能,因此并联电容器补偿无功功率是一种有效的方法。
本文将介绍并联电容器补偿无功功率的原理及相关方法。
无功功率的产生与影响无功功率是电力系统中不可避免的现象。
在电路中,一部分电能转化为有用功率,用于供电设备的工作,其他部分电能则被转化为无功功率,用于维持电路的电磁场。
一般来说,无功功率对电路性能的影响包括以下几个方面:电压波动电压波动是无功功率对电路性能的主要影响之一。
当无功功率过多时,会导致电路中电压的不稳定。
此时,电路中的各种设备会受到影响,其工作效率将大大降低。
特别是在对质量要求较高的行业中,电压波动将对设备带来严重的危害。
输电损失由于无功功率产生的电磁场的存在,线路中的电流将变得更大。
这意味着更多的电能将被转化为热量和其他不需要的形式的能量。
如果无功功率过多,将导致输电损失增加,进而降低电力系统的效率。
并联电容器补偿无功功率的原理并联电容器可以通过吸收无功功率的方式来调整电路的无功功率。
在电路中引入并联电容器后,电容器将在电流周期中积累电荷,然后在下一个周期中释放这些电荷。
换句话说,电容器通过在不同的周期中增加或减少电流的流动来调整电路的无功功率。
并联电容器补偿无功功率的原理可通过以下公式来描述:Qc = Qp * tan(acos(Pf))其中,Qc代表电容器的无功补偿容量,Qp代表电路的总无功功率,Pf为功率因数的余弦值。
并联电容器补偿无功功率的方法为了高效地补偿无功功率,需要根据实际情况选择合适的并联电容器进行安装。
并联电容器的选择通常基于电路的功率因素和负载特性。
以下是几种应用广泛的并联电容器安装方法:固定电容器固定电容器是一种直接在电路中并联安装的电容器。
这种方法对于负载电流比较稳定、功率因数波动不大的电路比较适用。
电容并联和串联无功补偿
电容并联和串联无功补偿是两种常见的无功补偿方式,它们在电力系统中的应用场景和工作原理有所不同。
电容并联无功补偿:这种方式是将电容器直接并联在被补偿设备的同一电路上。
电容器为用电设备提供所需无功电流,从而减轻电力线路、变压器和发电机的负担。
并联电容器是目前电网中应用最为广泛的一种无功补偿方式,尤其在10KV及以下电压等级的供电系统中,几乎所有的无功补偿装置均属于并联电容器补偿。
其主要作用是减小视在电流,提高功率因数,降低损耗,从而提高电力设备的效率。
对用户侧而言,补偿无功还有提高电压、降低线损、减少电费支出、节约能源、增加电网有功容量传输、提高设备的使用效率等作用。
电容串联无功补偿:这种方式是把电容器直接串联到高压输电线路上,主要作用是通过在电网输电侧直接治理进而达到改善输电线路参数,降低电压损失,提高其输送能力,降低线路损耗的作用。
由于串联电容器只能应用在高压系统中(在低压系统中由于电流太大无法应用),因此其一般的应用场所是高压远距离输电线路上,用户侧的应用较少。
串联电容无功补偿的原理是利用电容器的容性阻抗抵消线路电感的感性阻抗,从而缩短电气距离,提高线路的输电容量和稳定性。
总的来说,电容并联和串联无功补偿都是为了提高电力系统
的功率因数、降低损耗、提高设备的效率等目的而采取的措施。
具体选择哪种方式需要根据实际情况进行综合考虑。
题目:无功功率补偿和并联电容器目录第一章绪论 (3)1.1研究背景 (3)1.2无功装置的发展状况 (4)第二章无功补偿的原理 (5)2.1无功补偿的原理 (5)2.2无功补偿的意义 (5)2.3确定容量的一般方法 (7)2.4无功补偿装置的选择 (8)第三章无功补偿的投切方式 (9)3.1无功补偿的投切器件 (9)3.2瞬时投切方式 (10)第四章并联电容器 (12)4.1并联电容器简介 (12)4.2使用电容器的优点 (12)4.3并联电容器无功补偿的配置方法 (13)4.4电容器的安装要求 (13)4.5并联电容器的日常维护 (14)4.6电容器组投入和退出运行 (15)4.7例子 (15)第五章总结 (20)第一章绪论1.1研究背景目前,我国的电网,特别是广大的低压电网,普遍存在功率因数较低,电网线损较大的情况。
导致此现象的主要原因是众多的感性负载用电设备设计落后,功率因数较低,比如我国的电动机消耗的电能占全部发电量的70%,而由于设计和使用方面的原因我国的电动机的功率因数往往较低,一般约为cos=0.70。
在这种情况下,采用无功补偿节能技术,对提高电能质量和挖掘电网潜力是十分必要的,世界各国都把无功补偿作为电网规划的重要组成部分。
从我国电网功率因数和补偿深度来看,我国与世界发达国家有不小的差距。
因此大力推广无功补偿技术是非常必要的,世界各国都把无功补偿作为电网规划的重要组成部分。
从我国电网功率因数和补偿深度来看,我国与世界发达国家有不小差距。
因此大力推广补偿技术是非常必要的,并且从以下数据,我们也能看出无功补偿所能带来的巨大经济效益。
2007年,我国年总发电量为32559亿千瓦时,统计线损率为8.77%,但是这个数字没有包含相当大的110千伏、35千伏、10千伏的输电线损及0.38千伏的低压电网线损。
据报道,估计实际的统计线损率约为15%,即2007年全国年线损量约为4800亿千瓦时,设全国的理论线损与统计线损相一致,其中可变线损约占理论总线损的80%,则每年可以降低线损约为300亿千瓦时。
设当前全国电力网总负荷的当前功率因数cos=0.85,采用无功功率补偿后,把电力网总负荷的功率因数提高到cos=0.95,则每年可以降低线损约为390亿千瓦时,按0.5元每千瓦时计,价值约为185亿元,设2007年全国电网的最大负荷利用小时数为5000小时,则电网的最大负荷约为2亿千瓦时,当用无功功率补偿法把功率因数cos=0.85,提高到cos=0.95,全国电网需总补偿总量约为0.58亿千瓦。
当前无功功率补偿装置设备主要为电力电容器,设无功补偿设备每千瓦的平均综合造价为50元,则全国无功补偿装置的总投资约为29亿元。
应当指出,节省240亿千瓦时约相当于一座400万千瓦火电厂的年发电量,而建一座400万千瓦的火电厂需综合费用约为300亿元,同时每年需燃烧煤约为1200万吨,每年产生CO2和SO2等有害物质约为600万吨。
由此可见,产生相同的电力,无功补偿的费用越为新建电厂费用的10%,而且无功补偿设备的费用仅需两个月的无功功率补偿的将损节电费用即可全部收回。
综上所述,无功补偿不仅具有如上述的节省投资、节省电力、节省燃料及污染等作用,同时还可以提高电力系统设备的供电能力,改善电压质量,减少用户电费开支,延缓用户的增容改造等作用。
1.2无功装置的发展状况近几十年来,世界各地发生的电压稳定和电压崩溃引发的大面积停电事故引起了各国的高度重视,持续了短短72小时的8.14美加大停电给美国造成了巨大的经济损失和社会影响,这次事故提醒人们,电网运行要有足够的无功备用容量,无功不能靠远距离传输,在电力市场环境下,必须制定统一的法规以激励独立发电商和运营商从维护整个系统安全性的角度提供充足的无功备用。
在我国也曾多次发生电压崩溃事故,如1993年和1996年南方电网的几次事故,这些事故都促使人们采取各种措施以维持电网稳定。
早期的无功补偿装置为并联电容器和同步补偿器,多用在系统的高压侧进行集中补偿。
至今并联电容器仍是一种主要补偿方式,应用范围广泛,只是控制器在不断的更新发展。
同步补偿器的实质是同步机,当励磁电流发生改变时,电动机可随之平滑的改变输出无功电流的大小和方向,对电力系统的稳定运行有好处。
但同步补偿器成本高,安装复杂,维护困难,使其推广使用受到限制。
随着近代电力电子技术的出现和发展,无功补偿技术也随之发展。
在工业用晶闸管出现之前,电子半导体由于功率过小,在直流传动,交流传动,电磁合闸,交流不间断电源和无功补偿等领域内一直没有得到应有的推广使用。
晶闸管的出现标志着电力电子技术的诞生,并以此为起点,随着半导体制造技术和交流技术的发展,新型的电力电子技术对无功补偿技术也带来了新的发展契机。
第二章无功补偿的原理电力网中的变压器和电动机是根据电磁感应原理工作的。
磁场所具有的磁场能是由电源供给的。
电动机和变压器在能量转换过程中建立交变磁场,在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等,这种功率称为感性无功功率。
接在交流电网中的电容器,在一个周期内上半周的充电功率与下半周的放电功率相等,这种充电功率叫做容性无功功率。
所以无功功率被使用于建立磁场和静电场,它存储于电感和电容中,通过电力网往返于电源和电感、电容之间。
无功功率在电力网元件中流动,将会在电力网元件中引起电压损耗,降低电网的电压质量,增加电网的线损率。
2.1无功补偿的原理电网输出的功率包括两部分;一是有功功率:直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;二是无功功率:不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流滞后于电压90度.而电流在电容元件中作功时,电流超前电压90度.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180度.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理。
2.2无功补偿的意义①改善电能质量负荷(P+JQ)电压损失AU简化计算如下:△U=(PR+QX)/U (1)式中 U——线路额定电压,kVP——输送的有功功率,kWQ——输送的无功功率,kvarR——线路电阻,ΩX——线路电抗,Ω安装补偿设备容量Qc后,线路电压降为△U1,计算如下:△U1=[PR+(Q-Qc)X]/U (2)很明显,△U1 < △U,即安装补偿电容后电压损失减小了。
由式(1)、(2)可得出接入无功补偿容量Qc后电压升高计算如下:△U-△U1=QcX/U (3)由于越靠近线路末端,线路的电抗X越大,因此从(3)式可以看出,越靠近线路线路末端装设无功补偿装置效果越好。
②降低电能损耗安装无功补偿主要是为了降损节能,如输送的有功P为定值,加装无功补偿设备后功率因数由cos提高到cos1,因为P=UIcos,负荷电流I与cos成反比,又由于,线路的有功损失与电流I的平方成正比。
当cos时,电网元件中功率损耗将增加的百分数为△PL%,计算如下:△PL%=(1/cos2-1)•;100% (4)功率因数降低与功率损耗增加的百分数之间的关系如表1。
表1功率因数从1降低到左列数值 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.65电网元件中有功损耗增加百分数△PL% 11 23 38 56 78 104 136 功率因数提高对降低有功功率损耗的影响见表2表2功率因数由右列数值提高到 0.95 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 可变有功功率损耗降低的百分数 60 53 46 38 29 20 10③挖掘发供电设备潜力1)在设备容量不变的条件下,由于提高了功率因数可以少送无功功率,因此可以多送有功功率。
可多送的有功功率AP计算如下:AP=P1-P=S(cos1-cos) (5)2)如需要的有功不变,则由于需要的无功减少,因此所需要的配变容量也相应地减少△S计算如下:△S=S-S1=P(1/cos-1/cos1) (6)可以减少供电设备容量占原容量的百分比为△S/S计算如下:△S/S=(cos1-cos)/cos1=(1-cos/cos1)(7)3)安装无功补偿设备,可使发电机多发有功功率。
系统采取无功补偿后,使无功负荷降低,发电机就可少发无功,多发有功,充分达到铭牌出力④减少用户电费支出1)可以避免因功率因数低于规定值而受罚。
2)可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗,因而相应可以减少电费的支出2.3确定补偿容量的一般方法(一)从提高功率因数需要确定补偿容量设电网的最大负荷月的平均有功功率为P PJ,补偿前的功率因数为cos1,补偿后的功率因数为cos2,则所需要的补偿容量Qc的计算公式为:Qc=PPJ(tg1-tg2)若要求将功率因数由cos1提高的cos2而小于cos3,则补偿容量Qc 计算为:P PJ(tg1-tg2)≤Qc≤P PJ(tg1-tg3)(二)从降低线路有功损耗需要来确定补偿容量设补偿前线路中的电流为I1,相应的有功电流为Ir1,无功电流为Ix2,,补偿无功Q后线路中的电流为I2,相应的有功电流Ir2,无功电流为Ix2,则:补偿前的线路损耗为:△P1=3I12R=3(Ir1/ cos1)2R补偿后的线路损耗为:△P2=3I22R=3(Ir2/ cos2)2R则补偿后线损降低的百分值为:△P%=(△Pi1-△Pi2)/△Pi2×100%=[1-( cos1/ cos2)2]×100%若根据要求△P%已经确定,则可求得:cos2=1/则补偿容量可以按Qc= P PJ(tg1-tg2)来计算(三)从提高运行电压需要来确定补偿容量配电线路末端电压较低,通常是通过无功补偿来提高供电电压的,因此,有时要从提高线路电压来确定补偿容量。
设补偿前线路电源电压为U1,线路末端电压为U2,线路输送的有功功率为P,无功功率为Q,电阻为R,电抗为X,则:U 2=U1-(PR+QX)/U2补偿无功Qc后,线路末端电压升为U2′则:U 2′=U1-[PR+(Q-Qc)X]/ U2′所以投入无功补偿后末端电压增量△U为△U= U2′- U2=QcX/ U2′故补偿容量Qc=U2′△U/X 若为三相线路,则所需的补偿容量为Qc= U21′△U1/X式中△U1——三相线路的线电压增量,KVU21′——三相线路的线电压,KV2.4无功补偿装置的选择选择哪一种补偿方式,还要依电网的状况而定,首先对所补偿的线路要有所了解,对于负荷较大且变化较快的工况,电焊机、电动机的线路采用动态补偿,节能效果明显。