浅谈用户无功补偿的意义与方法
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无功补偿如何提高功率因素关于无功补偿与提高功率因素之间的相关问题一、无功补偿如何提高功率因素1:在电力系统中,电力用户由于大量采用感应电动机和其它电感性用电设备,除吸收系统的有功功率作功外,还需要电力系统供给大量无功功率。
这些无功功率经过多级送电线路、变压器的输送和转换,又造成无功功率的损失,使电网功率因数下降。
这不但降低了发供电设备的出力,造成电网电压的波动,也增大了电能损耗,因此,在电力用户中,提高功率因数,减少无功电力消耗,对节能降耗具有十分重要的意义。
功率因数是指有功功率与视在功率之比:cosφ=P/S功率因数的大小,是随负荷的性质和有功功率在视在功率中所占的比例决定的。
在感性负荷的电路中,功率因数在0与1之间变化,即0<cosφ<1。
如果用户负荷所需的无功功率(包括变压器的无功功率损耗)都能就地补偿,就地供应,供电可变损失就可以大为降低,电压质量也相应得到改善。
用户装设了并联电容器,负荷功率因数提高,当输送的有功功率和电压不变时,供电线路和变压器的损耗有所降低。
电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S2、功率分三种功率,有功功率P、无功功率Q和视在功率S。
三种功率和功率因素cosΦ是一个直角功率三角形关系:两个直角边是有功功率、无功功率,斜边是视在功率。
有功功率平方+无功功率平方=视在功率平方。
三相负荷中,任何时候这三种功率总是同时存在:视在功率S=1.732UI有功功率P=1.732UIcosΦ无功功率Q=1.732UIsinΦ功率因数cosΦ=P/SsinΦ=Q/S无功补偿,线路上就少输送无功,无功减少,视在功率就减少,减少了视在功率,功率因数cosΦ=P/S,自然就提高了。
3、无功补偿的方法通常是在变压器二次与负荷并联电容器.而因为电容器是呈容性的所以他在系统中可以功给无攻.也就是说用电容来提供无功以减小电网提供的无功.所以说无功补偿就是减少无功功率在视在功率中占的比重的。
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f。
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几何和: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,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)式中:Qc一电容器的安装容量,kvarP一系统的有功功率,kWtanf1一补偿前的功率因数角tanf2一补偿后的功率因数角采用查表法也可确定电容器的安装容量。
无功补偿相关名词注释2008-05-25 11:08无功功率补偿无功功率补偿的基本原理是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路,当容性负荷释放能量时,感性负荷吸收能量;而感性负荷释放能量时,容性负荷却在吸收能量,能量在两种负荷之间互相交换。
这样,感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿,这就是无功功率补偿的基本原理。
力率电费是指电力用户感性负载无功消耗量过大,造成功率因数低于国家标准,从而按电费额的百分比追收的电费(详细了解力率电费调整办法)。
无功补偿的重要性【文章摘要】对于用电设备的功率因数,其用途可以对测算电能损失。
在实际中现场技术可以对达不到标准的功率因数进行调整,使其满足电路要求,实现节约电能的目的。
本文分析了无功补偿的作用和近年来无功补偿得应用方式,对于无功补偿技术的应用,在低压的电网中和耗电设备中节约电能达到提高功率因数的目的已成为一种必然趋势。
【关键词】无功补偿;补偿手段;功率因数1 无功补偿的基本知识无功补偿的原理有功功率,无功功率为电网输出功率的内容。
机械设备通过能的转化直接将电能转化为人们日常所需的机械能、热能、化学能或声能,并利用这些能直接为人们工作,通过用电器做功的形式,其中能的转化功率称为有功功率!若电能可以与其他形式的能在电网中进行往复性的相互转换,必要时候还可为电气设备做功提供一定的能!则此过程的转化功率称为无功功率,此电能大多于电磁元件建立磁场,电容器建立电场时所占用。
电流在电感,电容元件中做功时,电流电压不同相位!电流滞后电压90℃。
是电流在电感原件中做功。
若超前则是于电容元件中做功。
同一电路中,电感可通直隔交,而电容则通交隔直,所以二者电流反向相位反向。
利用此原理,若于电磁元件电路中合理配置电感,电容元件,利用其电流方向的性质,让其电流相互抵消,使相位差缩小,即可达到更加有效的利用电能做功的目的,这就是无功补偿的道理。
在电路中,需要无功功率的都是感性负荷,感性元件和容性元件接入同一电路中既为无功补偿。
因容性装置储能多,在电路中释放能量,释放的能量由感性负荷吸收。
在此过程中能量得到转化。
因为感性负荷需要的无功功率能从容性装置中得到补偿,这个过程称为无功补偿。
(1)2 无功补偿设备及无功补偿的方式根据补偿方式的不同,有三种划分,调感式设备,调容式设备及静止无功发生器设备。
前二种属于无源式补偿装置,静止无功发生器属于有源发生装置。
现今使用较广的是无源补偿装置,而以调容式为主,因为调感式装置一般装有铁芯,而采用调容装置一般占地较小,成本较低。
电气工程知识:无功补偿有何意义
(1)补偿无功功率,可以增加电网中有功功率的比例常数。
(2)减少发,供电设备的设计容量,减少,例如当功率因数cos=0.8增加到cos4=0.95时,装1Kvar电容器可节省设备容量0.52KW;反之,增加0.52KW.对原有设备而言,相当于增大了发,供电设备容量.因此,对新建,改建工程.应充分考虑无功补偿,便可以减少设计容量,从而减少投资。
(3)降低线损,由公式△P%=(1-cos/cos)X100%得出其中cos为补偿后的功率因数,cos为补偿前的功率因数则coscos,所以提高功率因数后,线损率也下降了.减少设计容量,减少投资,增加电网中有功功率的输送比例,以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益.所以,功率因数是经济效益的重要指标实施无功补偿势在必行。
浅谈煤矿供电系统无功补偿优化方案本文笔者首先针对煤矿供电系统当中的无功补偿的意义进行论述,并在基础上,以笔者亲身经历某煤矿供电系统作为例子,阐述了在该煤矿供电系统中,无功补偿的使用情况,最后针对无功补偿在此处煤矿供电系统中所使用的优化方案进行讲解。
标签:煤矿供电系统;无功补偿;优化方案0 引言自改革开放之后,我国各行业的科学技术水平都有了明显的提高,而在煤矿产业当中,机械化操作也正在逐步取代人工操作,但是由此带来的不便是大功率用电器的使用。
这些大功率用电器在使用的过程中,会和地面供电处之间产生大量的无功功率,这些无功功率会使得在进行井下运行的机械设备的供电无法得到充分的保障,从而影响机械在井下的生产作业。
针对这一现状,开展针对煤矿供电系统的无功补偿优化研究就显得很有必要。
1 在煤矿供电系统当中无功补偿的意义1.1 国家要求在我国出台的《全国供电办法》中明确提出:无功电力需要就地平衡,使用者需要在增加用电功率技术的前提之下,设计并使用相对应的无功补偿装置,并且要求无功补偿装置能够伴随井下作业机械在使用过程当中对电压变化进行及时有效的处理,并杜绝发生无功电力的倒送现象,对煤矿生产企业的用电功率进行有效的改善。
1.2 增强供电系统的功率因数,提升电能的有效使用率在煤矿的井下作业过程当中,所需要使用的机械设备和路面上的供电装置之间含有大量的重复无功功率。
在供电系统之中,这些无功功率会占有供电系统之中很大一部分容量。
但是在进行一定的无功功率补偿之后,就可以有效降低无功电流产生的无功功率,由此极大程度的提高了煤矿供电系统当中电能资源的有效使用率,并提升煤矿企业的经济效益。
1.3 对供电系统的电压起到稳定的作用在机械井下施工作业的过程之中,感性用电负荷会产生许多无功功率,并且这些感性负荷所做的功越大,无功功率就会产生越大的频率变化,致使供电系统中,电压会产生很大的波动。
这种波动轻则可能导致井下的机械设备无法进行正常的工作,重则可能对井下的接卸设备产生严重的破坏,并产生安全隐患。
第1篇一、引言随着电力系统规模的不断扩大和电力负荷的日益增长,无功补偿在电力系统中的重要性日益凸显。
无功补偿不仅能提高电力系统的功率因数,降低线路损耗,还能改善电压质量,提高供电可靠性。
动态无功补偿技术作为一种先进的电力电子技术,在电力系统中发挥着越来越重要的作用。
本文将详细阐述动态无功补偿解决方案,包括其原理、类型、应用及发展趋势。
二、动态无功补偿原理动态无功补偿技术是通过电力电子器件实现无功功率的快速、精确调节,以达到改善电力系统功率因数、提高电压质量等目的。
其基本原理如下:1. 电压、电流检测:通过检测电力系统中的电压和电流,获取系统运行状态信息。
2. 功率因数计算:根据电压、电流及负载信息,计算系统功率因数。
3. 无功功率调节:根据功率因数要求,通过调节无功补偿装置,使系统功率因数达到预期值。
4. 调节过程控制:采用先进的控制算法,实现无功补偿装置的快速、精确调节。
5. 动态响应:在电力系统发生扰动时,动态无功补偿装置能够迅速响应,调整无功功率,保证系统稳定运行。
三、动态无功补偿类型根据工作原理和结构特点,动态无功补偿主要分为以下几种类型:1. 串联型动态无功补偿装置(SVG):SVG通过调节电容器和电感器的接入,实现无功功率的快速调节。
其优点是响应速度快、精度高,适用于高压、大容量的场合。
2. 并联型动态无功补偿装置(SVC):SVC通过调节电容器、电感器和晶闸管(或晶闸管阀组)的接入,实现无功功率的调节。
其优点是结构简单、成本低,适用于中低压、小容量的场合。
3. 混合型动态无功补偿装置:结合SVG和SVC的优点,实现无功功率的快速、精确调节。
适用于高压、大容量的场合。
四、动态无功补偿应用动态无功补偿在电力系统中的应用主要体现在以下几个方面:1. 提高功率因数:通过动态无功补偿,降低线路损耗,提高电力系统运行效率。
2. 改善电压质量:动态无功补偿能够调节电压,降低电压波动,提高电压质量。
无功补偿的意义作者:潘磊刘敏来源:《中国新技术新产品》2009年第23期摘要:近年来,随着电网的进一步完善,工农业生产用电规模不断扩大,用电量的日益增长和用电结构的变化,使得电力供需矛盾越来越突出。
无功补偿不仅能改善农网功率因数和电压质量,而且可以使无功负荷就地平衡,提高农网的经济运行水平,同时降低电费支出,减轻工农业生产的负担,所以进行无功补偿是利国利民的好事,我们应下决心去抓,真正让用户得到实惠。
确保补偿技术合理、安全可靠,达到节约电能的目的。
关键词:电网;无功补偿现代电网中,电动机等感性负荷占据相当大比重,它们在消耗有功率的同时,也需要吸收大量无功功率。
无功功率的出现不仅导致发电机出力下降,降低了输配电设备效率,而且还增大了网损,严重影响供电质量。
电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有重大的关系。
无功功率是电力系统一种不可缺少的功率,大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗,要求系统提供足够的无功功率,否则电网电压将下降,电能质量得不到保证。
同时,无功功率的不合理分配,也将造成线损增加,降低电力系统运行的经济性。
无功功率从何而来?显然,发电机提供的无功功率相对负荷和网络对无功功率的需求来说只是"杯水车薪",仅仅依靠发电机提供无功功率也是极不经济的。
无功功率最主要的来源是利用各种无功补偿设备在电力系统的各个环节进行无功补偿。
因此,无功补偿是电力系统的重要组成部分,它是保证电能质量和实现电力系统经济运行的基础手段。
随着人民生活水平提高,低压用户,特别是住宅用户的用电量大幅增长,导致线路末端电压远低于允许范围,洗衣机、空调等非照明负荷难以正常工作,并对电器设备造成巨大危害。
同时,由于新增电气负载大量采用电动机、压缩机等旋转设备和电力电子装置,对无功功率需求很大,因而导致小区内部线路损耗显著增大。
解决这一问题,目前主要措施是增容,即扩大变压器和配电线路容量,从而提高供电能力。
但是,增容一方面投资大,施工工程量大,周期长,另一方面由于末端无功仍需由低压侧集中补偿系统提供,输电线路利用效率仍然较低。
浅谈用户无功补偿的意义与方法
【摘 要】电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。无功补偿是电
力系统广泛采用的改善电网质量 、节能降损最经济有效的方法之一 。提高电网
用户的功率因数水平,对电网的经济运行及用户经济利益有重大意义。本文对无
功补偿的原理、种类、特点、作用以及实际应用中所产生的经济效益等进行了论
述。
【关键词】功率因数;无功补偿;经济效益
引言
在电力系统中,由于电感 、电容元件的存在 ,造成系统中不仅存在着有功
功率,而且存在无功功率。合理配置无功功率补偿容量,可以降低供电变压器及
输送线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境。因此,敦促用户提高功率因数
的意义不仅在于有利电网安全可靠运行,还可以使用户降低能源支出,提高经营
效益。
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;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。无功补偿的原理是使用并联容性功率负荷的方式对感性功率
负荷进行无功补偿,利用容性负荷输出的无功功率补偿感性负荷所需要的无功功
率。
2 无功功率补偿的作用
2.1 功率因数提高,可以降低线损
线损公式为如下:
ΔP =(P/U×cosφ)2×R,
由公式的函数增减性质可知,功率因数升高,线路损耗降低。
2.2 功率因数提高可以降低线路电流
线路电流公式如下:
I=P/(U×cosφ),
对于一定额定电压U的线路输送一定的功率P时,因为其线路电阻(R)是
固定值,所以提高功率因数能够在输送相同的功率时降低线路电流;同样,提高
功率因数可以减小导线截面,降低建设成本。
2.3 功率因数提高可以降低线路压降
进行无功补偿后,功率因数提高,线路电流降低,由公式:ΔU=ΔIR可知,
线路压降降低(R为固定值)。
2.4 功率因数提高可以降低变压器铜损
对于一台变压器当功率因数提高时损耗降低率为:
θ=(ΔP/ΔP1)×100% (1)
θ=(I12R-I22R)/ I12R×100% (2)
θ=[1-(cosφ1/cosφ2)2]×100% (3)
当功率因数由0.85提高到0.95时,通过上式计算,可求得有功损耗降低20%。
当功率因数由0.55提高到0.65时,通过上式计算,可求得有功损耗降低28%。
在三相系统中输送功率P= 3UIcosφ不变情况下,功率因数的提高带来电流的减
小。假设I1为进行无功补偿前变压器的电流,I2为补偿后变压器的电流,铜损
分别为ΔP1,ΔP2;铜损与电流的平方成正比,即
ΔP1/ΔP2=I22/I12
因为P1=P2,认为U2≈U1时,即I2/I1=cosφ1/cosφ2
可知,功率因数从0.85提高至0.95时,铜耗相当于原来的
80%。
2.5 提高功率因数,减少了客户投资运行成本
对于用户原有供电设备来说,同样的有功功率,如果能够提高功率因数,便
可以减小负荷电流。由此发挥了负荷电流流经的变压器、导线、开关等设备的功
率储备,发挥了设备的潜力。而对新建项目来说,这样可以降低变压器配置容量,
减少投资费用与运行后的基本电费。
例如某变压器额定电压为10kV,容量800kVA,额定电流是46.2A,当变压
器在功率因数等于0.7时可带有功负荷:
P= UIcosφ
= ×10×46.2×0.6
=560kW
当变压器在功率因数由0.60提高到0.90时可带有功负荷:
P= UIcosφ
= ×10×46.2×0.9
=720kW
由以上分析可得:提高功率因数可以(1)使系统的线路电压损失减小,有
利于系统电压的稳定,有利于大电机起动。(2)使系统的线路电流减小,降低系
统有功损耗。(3)充分利用系统和设备容量降低系统和设备的投资。
3 无功功率补偿的种类和特点分类
电容器按其安装方式一般可分为:单独就地补偿、组合就地补偿(分散就地
补偿)和集中补偿;由其补偿方式又可分为:手动补偿和自动补偿。
3.1 单独就地补偿
单独就地补偿是指将电容器对电动机单独补偿。电容器接在电动机端子上或
保护设备的末端,一般不需要电容器操作保护设备,称为直接单独就地补偿。
3.2 组合就地补偿(分散就地补偿)
组合就地补偿是指将电容器接在高压配电装置或动力箱的母线上,对此动力
箱供电的电器设备进行无功补偿。其多安装于用户车间变电所或车间动力箱,是
用户的重要补偿方式。同时可用于平衡车间内部的无功容量。
3.3 集中补偿
集中补偿是指在高低压配电间内设置若干组无功补偿柜。补偿用的电容器接
在配电间母线上,用以补偿该变电所供电范围内的无功功率。集中补偿可以对供
电范围内的所有负荷进行补偿,所以一般安装于用户主变电所,是用户主要的基
础补偿,用于平衡全厂的无功容量。
4 无功补偿装置选择及其应用
(1)对负荷平稳 、大型冲击负荷不多、冲击不频的系统优先采用静态补偿;
或虽有大型冲击负荷,每日投切次数很少,起动时虽造成瞬时电压波动,只要与
之相连的母线其他设备能够承受的,宜采静态补偿。如连续工作制为主的棉纺企
业,用电负荷主要为连续工作制电动机,三相负载基本平衡 ,无功补偿量稳定,
采用静态补偿即可。
(2)对大型冲击负荷 、非线性负荷 、频繁起动负荷的系统宜采用动态补
偿或有源补偿。如炼钢企业、电弧炉,设备容量大、负荷变化无规律,负荷冲击
无功负荷瞬时变化大,选用动态补偿或有源补偿可稳定母线电网电压,提高生产
效率。