无功补偿原理、结构、参数计算.
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无功补偿交流电在通过纯电阻的时候,电能都转成了热能,而在通过纯容性或者纯感性负载的时候,并不做功.也就是说没有消耗电能,即为无功功率.当然实际负载,不可能为纯容性负载或者纯感性负载,一般都是混合性负载,这样电流在通过它们的时候,就有部分电能不做功,就是无功功率,此时的功率因数小于1,为了提高电能的利用率,就要进行无功补偿.无功功率补偿装置在电子供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境。
所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。
合理的选择补偿装置,可以做到最大限度的减少网络的损耗,使电网质量提高。
反之,如选择或使用不当,可能造成供电系统,电压波动,谐波增大等诸多因素。
一、按投切方式分类:1. 延时投切方式延时投切方式即人们熟称的"静态"补偿方式。
这种投切依靠于传统的接触器的动作,当然用于投切电容的接触器专用的,它具有抑制电容的涌流作用,延时投切的目的在于防止接触器过于频繁的动作时,电容器造成损坏,更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡,这是很危险的。
当电网的负荷呈感性时,如电动机、电焊机等负载,这时电网的电流滞带后电压一个角度,当负荷呈容性时,如过量的补偿装置的控制器,这是电网的电流超前于电压的一个角度,即功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系。
通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量,来决定电容器的投切,这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。
下面就功率因数型举例说明。
当这个物理量满足要求时,如cosΦ超前且>0.98,滞后且>0.95,在这个范围内,此时控制器没有控制信号发出,这时已投入的电容器组不退出,没投入的电容器组也不投入。
当检测到cosΦ不满足要求时,如cosΦ滞后且<0.95,那么将一组电容器投入,并继续监测cosΦ如还不满足要求,控制器则延时一段时间(延时时间可整定),再投入一组电容器,直到全部投入为止。
电容补偿柜补偿原理及无功补偿计算1电力电容器的补偿原理电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。
其无功补偿的原理是把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷并联在同一电容器上,能量在两种负荷间相互转换。
这样,电网中的变压器和输电线路的负荷降低,从而输出有功能力增加。
在输出一定有功功率的情况下,供电系统的损耗降低。
比较起来电容器是减轻变压器、供电系统和工业配电负荷的最简便、最经济的方法。
因此,电容器作为电力系统的无功补偿势在必行。
当前,采用并联电容器作为无功补偿装置已经非常普遍。
2电力电容器补偿的特点2.1优点电力电容器无功补偿装置具有安装方便,安装地点增减方便;有功损耗小(仅为额定容量的0.4 %左右);建设周期短;投资小;无旋转部件,运行维护简便;个别电容器组损坏,不影响整个电容器组运行等优点。
2.2缺点电力电容器无功补偿装置的缺点有:只能进行有级调节,不能进行平滑调节;通风不良,一旦电容器运行温度高于70 ℃时,易发生膨胀爆炸;电压特性不好,对短路稳定性差,切除后有残余电荷;无功补偿精度低,易影响补偿效果;补偿电容器的运行管理困难及电容器安全运行的问题未受到重视等。
3无功补偿方式3.1高压分散补偿高压分散补偿实际就是在单台变压器高压侧安装的,用以改善电源电压质量的无功补偿电容器。
其主要用于城市高压配电中。
3.2高压集中补偿高压集中补偿是指将电容器装于变电站或用户降压变电站6 kV~10 kV高压母线的补偿方式;电容器也可装设于用户总配电室低压母线,适用于负荷较集中、离配电母线较近、补偿容量较大的场所,用户本身又有一定的高压负荷时,可减少对电力系统无功的消耗并起到一定的补偿作用。
其优点是易于实行自动投切,可合理地提高用户的功率因素,利用率高,投资较少,便于维护,调节方便可避免过补,改善电压质量。
但这种补偿方式的补偿经济效益较差。
3.3低压分散补偿低压分散补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地安装在用电设备附近,以补偿安装部位前边的所有高低压线路和变压器的无功功率。
无功补偿的工作原理无功补偿交流电在通过纯电阻的时候,电能都转成了热能,而在通过纯容性或者纯感性负载的时候,并不做功.也就是说没有消耗电能,即为无功功率.当然实际负载,不可能为纯容性负载或者纯感性负载,一般都是混合性负载,这样电流在通过它们的时候,就有部分电能不做功,就是无功功率,此时的功率因数小于1,为了提高电能的利用率,就要进行无功补偿.无功功率补偿装置在电子供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境。
所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。
合理的选择补偿装置,可以做到最大限度的减少网络的损耗,使电网质量提高。
反之,如选择或使用不当,可能造成供电系统,电压波动,谐波增大等诸多因素。
一、按投切方式分类:1. 延时投切方式延时投切方式即人们熟称的"静态"补偿方式。
这种投切依靠于传统的接触器的动作,当然用于投切电容的接触器专用的,它具有抑制电容的涌流作用,延时投切的目的在于防止接触器过于频繁的动作时,电容器造成损坏,更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡,这是很危险的。
当电网的负荷呈感性时,如电动机、电焊机等负载,这时电网的电流滞带后电压一个角度,当负荷呈容性时,如过量的补偿装置的控制器,这是电网的电流超前于电压的一个角度,即功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系。
通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量,来决定电容器的投切,这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。
下面就功率因数型举例说明。
当这个物理量满足要求时,如cosΦ超前且>0.98,滞后且>0.95,在这个范围内,此时控制器没有控制信号发出,这时已投入的电容器组不退出,没投入的电容器组也不投入。
当检测到cosΦ不满足要求时,如cosΦ滞后且<0.95,那么将一组电容器投入,并继续监测cosΦ如还不满足要求,控制器则延时一段时间(延时时间可整定),再投入一组电容器,直到全部投入为止。
无功补偿的作用及原理无功补偿是一种通过补偿电网中无功功率的不足或过剩,使其功率因数达到合理水平的技术手段。
它对于提高电网的稳定性、降低线路损耗、改善电压质量、减少电能浪费等方面起到了重要的作用。
以下将对无功补偿的作用及原理进行精辟的讲解。
无功功率是电能输送过程中所需产生的无用功率,它并不参与实际的能量转换,却负有维持电网稳定运行的重要责任。
在电能输送过程中,电流通过导线时会产生磁场,如同一辆旋转的飞轮,磁场带着电流做匀速旋转,进而造成无功功率。
显然,无功功率的存在造成了电网能量的浪费,同时也导致了电压下降、电网稳定性降低、线路损耗增加等问题。
无功补偿通过引入一定的无功电力,在电网中达到无功功率平衡,使得功率因数接近1,从而改善不平衡状态。
它主要分为容性无功补偿和感性无功补偿两种方式,其原理如下:1.容性无功补偿:容性无功补偿是通过连接并行电容器来补偿电感性负载产生的感性无功功率。
电容器的特性使其能够存储和释放电能,在电压的周期性变化过程中,通过释放存储的能量来抵消电网中的感性无功功率,从而实现功率因数的提高。
容性无功补偿主要应用于感性负载较大的场合,如电动机和变压器等,能够有效地降低电网的无功功率。
2.感性无功补偿:感性无功补偿是通过连接串联电抗器来补偿负载产生的容性无功功率。
电抗器具有阻碍电流变化的作用,当电压周期性变化时,电抗器会吸收部分电能用于克服负载的容性无功功率,从而实现功率因数的提高。
感性无功补偿主要应用于容性负载较大的场合,如电力电子装置和电动机等。
1.提高电网的稳定性:无功补偿能够抑制电网中的无功功率波动,保持电压稳定,提高电网的供电质量和可靠性。
尤其在大型电力系统中,通过无功补偿可以减小系统的稳定边界,提高系统的稳定裕度。
2.降低线路损耗:电网中存在一定的输电线路电阻和电感,由于电流通过线路时会产生电阻损耗和感性无功功率,导致线路的传输能力下降和电能损耗增加。
通过无功补偿可以减小线路中的无功功率,降低线路损耗。
无功补偿计算公式无功补偿计算公式是用于计算无功功率补偿量的重要公式。
无功功率是电力系统中的重要组成部分,它对电力系统的稳定运行、节能降耗以及提高电能质量具有重要意义。
下面将详细介绍无功补偿计算公式的应用。
一、无功功率与无功补偿无功功率是指在交流电力系统中,与电源交换能量的电气设备(如电动机、变压器等)在工作时所产生的无功功率。
无功功率的存在主要是因为这些设备在运行过程中需要不断变换磁场,以维持其正常运行。
无功功率在电力系统中以电压的形式表现,它对电力系统的稳定运行、节能降耗以及提高电能质量具有重要意义。
无功补偿是指通过在电力系统中增加无功功率的设备,以提高电力系统的功率因数和电能质量。
无功补偿设备主要有并联电容器、同步调相机、静止无功补偿器等。
通过对无功功率的合理补偿,可以有效地降低电力系统的能耗,提高电力系统的稳定性和可靠性。
二、无功补偿计算公式的应用无功补偿计算公式通常是根据电力系统的具体情况和需要达到的补偿效果来进行计算的。
下面介绍两种常用的无功补偿计算公式:1.按照负荷的功率因数计算:Qc=P(tanφ1-tanφ2)其中,Qc为需要补偿的无功功率(kVar),P为负荷的有功功率(kW),φ1和φ2分别为补偿前后的功率因数角。
通过测量或计算出负荷的有功功率和功率因数,可以计算出需要补偿的无功功率。
这种方法适用于已知负荷的有功功率和功率因数的情况。
2.按照变压器的容量进行计算:Qc=(1.732×U×I×β)÷(1000×cosφ)其中,U为变压器的额定电压(kV),I为变压器的额定电流(A),β为变压器的负载率(%),cosφ为负荷的功率因数。
通过测量或计算出变压器的额定电压、额定电流和负载率,以及负荷的功率因数,可以计算出需要补偿的无功功率。
这种方法适用于已知变压器参数和负荷的功率因数的情况。
三、无功补偿装置的配置与控制策略在进行无功补偿时,需要根据电力系统的具体情况选择合适的无功补偿装置,并制定相应的控制策略。
一、实训背景随着我国经济的快速发展,电力需求日益增长,电力系统运行中的无功功率问题日益凸显。
无功功率的存在不仅影响电力系统的稳定运行,还会造成能源浪费和设备损坏。
为了提高电力系统的运行效率,降低线损,保障电力系统的安全稳定运行,无功自动补偿技术应运而生。
本次实训旨在通过学习无功自动补偿技术,掌握无功自动补偿装置的原理、组成、工作过程以及调试方法,提高对电力系统无功功率问题的认识,为今后从事相关工作打下坚实基础。
二、实训内容1. 无功补偿基本原理(1)无功功率:在交流电路中,电流和电压之间相位差不为零,导致电流与电压的乘积不为零,这部分功率称为无功功率。
无功功率不能直接做功,但却是维持电力系统正常运行的重要条件。
(2)功率因数:功率因数是衡量电力系统运行效率的重要指标,其定义为有功功率与视在功率的比值。
功率因数越高,表示电力系统运行效率越高。
2. 无功自动补偿装置(1)组成:无功自动补偿装置主要由电容器、电抗器、控制器、执行机构等组成。
(2)工作原理:当系统无功功率不足时,控制器检测到电压、电流等参数,自动投切电容器或电抗器,以调节系统无功功率,使功率因数达到预定值。
3. 无功自动补偿装置调试(1)设备检查:检查设备外观、接线是否完好,电源是否正常。
(2)参数设置:根据系统实际需求,设置无功补偿装置的参数,如投切时间、投切电流等。
(3)调试过程:启动无功补偿装置,观察设备运行情况,调整参数,使系统无功功率达到预定值。
三、实训过程1. 学习无功补偿基本原理,了解无功功率、功率因数等概念。
2. 观察无功自动补偿装置的组成、结构和工作原理。
3. 按照实训指导书进行设备检查、参数设置和调试。
4. 分析调试过程中遇到的问题,寻求解决方法。
5. 记录实训过程,总结实训经验。
四、实训结果通过本次实训,我掌握了以下内容:1. 无功补偿基本原理,了解了无功功率、功率因数等概念。
2. 无功自动补偿装置的组成、结构和工作原理。
一:无功补偿原理当电网电压的波形为正弦波,且电压与电流同相位时,电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电网上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积,即:P=U×I。
电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场,此时所消耗的能量不能转化为有功功率,故被称为无功功率Q。
此时电流滞后电压一个角度φ。
在选择变配电设备时所根据的是视在功率S,即有功功率和无功功率的矢量和:S =(P2 + Q2)1/2无功功率为:Q=(S2 - P2)1/2有功功率与视在功率的比值为功率因数:cosf=P/S无功功率的传输加重了电网负荷,使电网损耗增加,系统电压下降。
故需对其进行就近和就地补偿。
并联电容器可补偿或平衡电气设备的感性无功功率。
当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时,电网只传输有功功率P。
根据国家有关规定,高压用户的功率因数应达到0.9以上,低压用户的功率因数应达到0.85以上。
如果选择电容器功率为Qc,则功率因数为:cosf= P/ (P2 + (QL- QC)2)1/2在实际工程中首先应根据负荷情况和供电部门的要求确定补偿后所需达到的功率因数值,然后再计算电容器的安装容量:Qc = P(tanf1 - tanf2)=P〔(1/cos2f1-1)1/2-(1/cos2f2-1)1/2〕式中:Qc一电容器的安装容量,kvarP一系统的有功功率,kWtanf1--补偿前的功率因数角, cosf1--补偿前的功率因数tanf2--补偿后的功率因数角, cosf2--补偿后的功率因数采用查表法也可确定电容器的安装容量。
功率因数与补偿容量查询表补偿前功率因数值cosf1补偿后功率因数目标值及每KW负荷所需电容器容量(KVar) 0.700.800.820.840.860.880.900.920.940.960.981.00.500.710.9821.0341.0861.1391.1921.2481.3061.3691.441.5291.3720.51 0.0.0. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1.6二:怎样进行无功补偿应采取就地平衡的原则,使电网任一时刻无功总出力(含无功补偿)与无功总负荷(含无功总损耗)保持平衡。