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无功补偿干货详解 点击次数:178 更新时间:2019-01-19 11:08
   信泰电气
 
  今天信泰电气向朋友们介绍无功补偿的技术知识,下面就和小编一起来了解一下吧。
 
  无功补偿的基本原理
 
  一般在系统中所说的无功负载大部分是感性无功负载,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,当感性无功负载吸收能量时,容性负载释放能量,而感性负载释放能量时,容性负荷却在吸收能量,能量在容性负载和感性负载之间交换,这样容性负载所吸收的无功功率可以从容性负荷装置输出的无功功率中得到补偿,无功功率就地平衡掉,以降低线路损失,提高带载能力,降低电压损失及缓解发电厂的供电压力,这就是无功补偿的基本原理。
 
  相位分析无功补偿的基本原理
 
  电感负载中电流IL滞后电压90°,而纯电容的电流Ic则超前电压90°。电容中的电流与电感中的电流相位相差180°,可以相互抵消。
 
  式中无功功率的单位为Var(乏),通常用Kvar表示。线电压的单位为V(伏),视在电流I单位为A(安)。
 
  1)感性无功功率
 
  电流矢量滞后电压矢量90度,如:电动机、变压器线圈、晶闸管变流设备等,这类负载产生的无功功率为感性无功功率;
 
  2)容性无功功率
 
  电流矢量超前电压矢量90度,如:电容器、电缆输配电线路、电力电子超前控制设备等,这类负载产生的无功功率为容性无功功率;
 
  3)功率三角形
 
  有功功率、无功功率与视在功率三者的关系为符合勾股定理,遵循三角形的关系。
 
  无功补偿的形式
 
  1)个别补偿
 
  个别补偿就是对单台用电设备所需的无功就近补偿的办法,把电容器直接接到单台用电设备的同一个电气回路,用同一台开关控制,同时投运或断开。这种补偿方法的效果最好,电容器靠近用电设备,就地平衡无功电流,可避免无负荷时的过补偿,使供电质量得到保证。这种补偿方式常用于高低压电动机等用电设备。但这种补偿方式在用户设备非连续运转时,电容器利用率低,不能充分发挥其补偿效益。
 
  2)分散补偿
 
  分散补偿是将电容器分组安装在车间配电室或变电所各分路的出线上,它可与根据系统负荷的变化投入或切除电容器组,补偿效果也比较好。但造价相对较高。
 
  3)集中补偿
 
  集中补偿是所电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上。这种补偿方式安装简单,运行可靠,但补偿效果较前两种补偿方式差,造价也相对较高。
 
  无功补偿的收益
 
  1)补偿无功功率,提高功率因数
 
  全国供用电规则规定,高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户,功率因数为0.9以上;其它100 kVA及以上的电力用户和大中型电力排灌站,功率因数为0.9以上(地域不同,规定不同,部分地区0.85标准);农业用电,功率因数为0.85以上。凡是功率因数达不到上述规定的用户,电力部门会对其加收一部分电费—力率电费;如果有功率因数超过上述规定的用户,电力部门会对其减收一部分电费—奖励电费。具体按照《功率因数调整电费办法》执行。
 
  2)降低输电线路及变压器的损耗
 
  降低线路及变压器损耗,节约有功电度,是重要的节能措施。如在石油行业中,线路比较长,而且比较复杂,那么可以通过增加无功补偿设备来降低运行电流,从而降低线路损耗,节约有功电度,节能效果明显。
 
  3)增加电网的传输能力,提高设备利用率
 
  由于补偿装置可以有效的降低系统电流和视在功率,故可以有效的降低电网建设中所有相关设备的容量,从而降低电网建设中的投资。功率因数在0.7左右的系统,由于有效的补偿可使系统电流下降30%,即提高发电厂、变配电设施30%的带载能力。
 
  如果变压器及线路小容量不足时,可以通过安装无功补偿装置的方法解决。安装无功补偿装置可以使无功功率就地平衡,从而减小流过线路及变压器的电流,减缓导线及变压器的绝缘老化速度,延长使用寿命。同时可以释放变压器及线路的容量,增加变压器及线路带负荷能力。
 
  如,有一台100KVA变压器,目前负载率为85%,COSΦ=0.7。如果加装无功补偿设备,可使变压器释放30%的带载量,用户可在变压器不增容的情况下,增加负载,进行扩大再生产。
 
  4)改善电压质量
 
  由于系统存在的大量感性负载将造成供电线路压降,尤其在供电线路末端更为严重,通过合理的补偿可以有效的缓解线路压降,改善电能质量。
 
  线路中的电压损失的计算公式如下:
 
  式中:
 
  P——有功功率,KW
 
  U——额定电压,KV
 
  R——线路总电阻,
 
  Q——无功功率,KVAR
 
  ——线路感抗,
 
  由于系统的感抗远远大于阻抗,从上式中可以看到,无功的变化会引起电压产生很大的变化。当线路中,无功功率Q减小以后,电压损失也就减少了。
 
  对于供电线路末端电压一般较低,可通过增加无功补偿装置来提升线路末端电压,使用记设备安全可靠运行。
 
  另一方面,随着工业的发展,大量的自控设备及非线性负载的使用,使大量谐波在供配电网络中的流动,污染电网。通过合理的配置补偿滤波设备,抑制或大幅度降低谐波对供电系统和用电设备的影响是改善电能质量的主要手段之一。
 
  5)节约电费支出
 
  通过合理的补偿,,使计量点的功率因数达到国家标准的要求,可以消除力率电费,从而使电力用户电费支出大幅度降低。
 
  产品类型
 
  传统静态无功补偿装置
 
  采用交流接触器作为电容器的投切开关,适配一定容量的电抗器抑制谐波,
 
  1)谐波
 
  充分了解用户系统是否含有谐波源,谐波情况是否严重,考虑是否选配电抗器,根据谐波种类及含量考虑电抗率等。
 
  ★电抗率的选配
 
  ①选择电抗率为7%的电抗器
 
  对于六脉整流设备,变频器、直流电弧炉、直流轧机及中频炉等非线性负荷通常产生的特征谐波为五次、七次谐波及以上谐波,为了抑制电容器对谐波的放大作用,选择串联电抗率为7%电抗器。
 
  ②选择电抗率为13%的电抗器
 
  对于电焊机、交流电弧炉、铁合金炉、电石炉等负荷通常产生的特征谐波含有三次及以上谐波,应选择串联电抗率为13%的电抗器。
 
    以上就是无功补偿的相关知识,大家了解了吗!
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