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无功功率补偿

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无功功率补偿范文第1篇

cosφ=P/S=P/(P2+Q2)1/2

在电力网的运行中,功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度,我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小,视在功率将大部分用来供给有功功率,从而提高电能输送的功率。

1影响功率因数的主要因素

1.1大量的电感性设备,如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计,在工矿企业所消耗的全部无功功率中,异步电动机的无功消耗占了60%~70%;而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60%~70%。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。

1.2变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%~15%,它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而,为了改善电力系统和企业的功率因数,变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。

1.3供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。

当供电电压高于额定值的10%时,由于磁路饱和的影响,无功功率将增长得很快,据有关资料统计,当供电电压为额定值的110%时,一般无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时,无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以,应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。

2无功补偿的一般方法

无功补偿通常采用的方法主要有3种:低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。

2.1低压个别补偿低压个别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与用电设备并接,它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗,以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是:用电设备运行时,无功补偿投入,用电设备停运时,补偿设备也退出,因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。

2.2低压集中补偿低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧,以无功补偿投切装置作为控制保护装置,根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行,做不到平滑的调节。低压补偿的优点:接线简单、运行维护工作量小,使无功就地平衡,从而提高配变利用率,降低网损,具有较高的经济性,是目前无功补偿中常用的手段之一。

2.3高压集中补偿高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6~10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端,用户本身又有一定的高压负荷时,可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用;补偿装置根据负荷的大小自动投切,从而合理地提高了用户的功率因数,避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护,补偿效益高。

3采取适当措施,设法提高系统自然功率因数

提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资,仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率,这是一种最经济的提高功率因数的方法。

3.1合理使用电动机;

3.2提高异步电动机的检修质量;

3.3采用同步电动机:同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小,而无功功率取决于转子中的励磁电流大小,在欠励状态时,定子绕组向电网“吸取”无功,在过励状态时,定子绕组向电网“送出”无功。因此,对于恒速长期运行的大型机构设备可以采用同步电动机作为动力。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流,使其呈同步电动机运行,这就是“异步电动机同步化”。

3.4合理选择配变容量,改善配变的运行方式:对负载率比较低的配变,一般采取“撤、换、并、停”等方法,使其负载率提高到最佳值,从而改善电网的自然功率因数。

4无功电源

电力系统的无功电源除了同步电机外,还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器,这4种装置又称为无功补偿装置。除电容器外,其余几种既能吸收容性无功又能吸收感性无功。

4.1同步电机:同步电机中有发电机、电动机及调相机3种。①同步发电机:同步发电机是唯一的有功电源,同时又是最基本的无功电源,当其在额定状态下运行时,可以发出无功功率:

Q=S×sinφ=P×tgφ

其中:Q、S、P、φ是相对应的无功功率、视在功率、有功功率和功率因数角。发电机正常运行时,以滞后功率因数运行为主,向系统提供无功,但必要时,也可以减小励磁电流,使功率因数超前,即所谓的“进相运行”,以吸收系统多余的无功。②同步调相机:同步调相机是空载运行的同步电机,它能在欠励或过励的情况下向系统吸收或供出无功,装有自励装置的同步电机能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率,这是其优点。但它的有功损耗大、运行维护复杂、响应速度慢,近来已逐渐退出电网运行。③并联电容器:并联电容器补偿是目前使用最广泛的一种无功电源,由于通过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上的电压,相反于电感中的滞后,由此可视为向电网发quot;无功功率:Q=U2/Xc

其中:Q、U、Xc分别为无功功率、电压、电容器容抗。

并联电容器本身功耗很小,装设灵活,节省投资;由它向系统提供无功可以改善功率因数,减少由发电机提供的无功功率。④静止无功补偿器:静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成,由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速,而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节,以满足动态无功补偿的需要,同时还能做到分相补偿;对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性;但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波,为此需加装专门的滤波器。

无功功率补偿范文第2篇

【关键词】无功功率补偿;经济运行;特点

一、前言

交流异步电动机在工矿企业中,不少电动机负荷率低,经常处于轻载或空载状态,功率因数普遍不高。无功功率相对于有功功率的百分比更大,不但浪费电能,而且降低了异步电动机的功率因数。现在国家非常重视节能减排的工作,因此在这种趋势下,对异步电动机采用无功功率补偿以提高功率因数,节约电能,减少运行费用,是非常必要的,同时也给企业带来了经济效益。

二、无功功率补偿的种类

1、集中补偿

在高低压配电所内设置若干组电容器,电容器接在配电母线上,补偿供电范围内的无功功率。

2、组合就地补偿(分散就地补偿)

电容器接在高压配电装置或动力箱的母线上,对附近的电动机进行无功补偿。

3、单独就地补偿

将电容器装于箱内,放置在电动机附近,对其单独补偿。

三、无功功率补偿的意义

1、改善设备的利用率

根据(3-1)公式可知,在一定的电压和电流下,提高功率因数,其输出的有功功率越大。因此,改善功率因数是发挥供电设备潜力,提高设备利用率的有效方法。

cosφ=P/UI …(3-1)

2、减少供电系统中的电压损失

根据(3-2)公式可知,供电系统的电压损失为

U=PR+QX/UN …(3-2)

当功率因数越高时,说明通过线路上无功功率越小,则线路上电压损失越小,也就改善了电压质量。

3、减少供电系统中的功率损耗

当线路通过电流I时,其有功损耗为:

ΔP=3I2R

可见,线路的功率损耗ΔP与cosφ2成反比,cosφ越高,功率损耗就越小。

4、提高供电系统的传输能力

视在功率与有功功率的关系为P=Scosφ,可见在传送一定有功功率P的条件下,cosφ越高,所需视在功率就越小。

四、就地补偿与集中补偿的技术分析

1、电容补偿应注意的问题

(1)防止产生自励。

采用电容器就地补偿电动机,切断电源后,电动机在惯性作用下继续运行,此时电容器的放电电流成为励磁电流,如果电容过补偿,就可使电动机的磁场得到自励而产生电压。

(2)防止过电压。

当电容器补偿容量过大,会引起电网电压升高并会导致电容器损坏。我国并联电容器国标规定:“工频长期过电压值最多不超过1.1倍额定电压。”

(3)防止产生谐振。

(4)防止受到系统谐波影响。

对于有谐波源的供电线路,应增设电抗器等措施,使谐波影响不致造成电容器损坏。

2、两者比较

就地补偿较集中补偿,更具节能效果。

五、电容补偿容量的选定

1、集中补偿容量确定

先进行负荷计算,确定有功功率P30和无功功率Q30,补偿前自然功率因数为cosφ1,要补偿到的功率因数为cosφ2。则

QC=αP30(tgφ1-tgφ2)

α为平均负荷因数。

2、电动机就地补偿电容器容量确定

就地补偿电容器容量选择的主要参数是励磁电流,因为不使电容器造成自励是选用电容器容量的必要条件。负载率越低,功率因数越低;极数愈多,功率因数越低;容量愈小,功率因数越低。但由于无功功率主要消耗在励磁电流上,随负载率变化不大,因此应主要考虑电动机容量和极数这两个参数,才能得到最佳补偿效果。

六、经济运行补偿容量(KVAR)的确定

根据实际情况得出经济运行补偿容量公式:

在380V网络中,一般均用低压电容器进行无功补偿,每千乏电容器的功率损耗为0.004KW,放电装置的功率损耗约为0.001(KW/KVAR)。因此,380V网络中电容无功补偿装置的功率损耗系数为Kc=0.005

(KW/KVAR)。

不难看出;K2c

此外,变压器的星型等值电阻折算到高压侧的阻值用Rb表示,则

根据上述情况,忽略K2c,并将式(6-2)代入式(6-1),便可得简化而实用的经济运行补偿容量计算公式

式中,P是变压器低压侧有功负荷(KW);Q是变压器低压侧无功负荷(KVAR);Se是变压器额定容量(KVA);Pd是变压器的有功短路损耗(KW);Qd是变压器满载无功损耗增值(KVAR);PK是变压器的空载有功损耗(KW);QK是变压器的空载无功损耗(KVAR);Rb是变压器星形等值电阻折算到高压侧的阻值(Ω);R是电源线路导线电阻(Ω);Ue是变压器高压侧

(下转第60页)

(上接第58页)

线电压(V);KC是补偿装置的功率损耗系数(KW/KVAR),对低压电容补偿装置:

KC=0.005(KW/KVAR);K=1.22

在高压供电高压量电的工厂中,应该在变压器高压侧计算(或测定)功率因数;在高压供电低压量电和低压供电低压量电的工厂中,应计算(或测定)低压侧的功率因数。

七、结合工程实例谈电容补偿的应用

以某大型项目为例,该项目设备装机容量约为21000多千瓦,其中高压电动机设备容量为5400多千瓦,其他低压设备容量为5000多千瓦。供电电源的电压等级为10kV。本着“节能、高效”的方针,经过经济分析,采用10kV作为高压电动机的供电电压等级,投资较省,同时亦减少变电环节,也就减少了故障点。

在这个项目中,采用高压电容器就地补偿,与电动机同时投切。高压电容器组放置在电动机附近。高压就地补偿装置以并联电容器为主体,采用熔断器做保护,装设避雷器用于过电压保护,串联电抗器抑制涌流和谐波。这样,不仅提高了电动机的功率因数,降低了线路损耗,同时释放了系统容量,缩小了馈电电缆的截面,节约了投资。对于低压电动机布置较分散,因此,在变电所变压器低压侧采用电容器组集中自动补偿。

无功功率补偿范文第3篇

无功功率补偿的作用

改善功率因数及相应地减少电费。根据国家水电部,物价局颁布的“功率因数调整电费办法”规定三种功率因数标准值,相应减少电费:高压供电的用电单位,功率因数为0.9以上;低压供电的用电单位,功率因数为0.85以上;低压供电的农业用户,功率因数为0.8以上。

降低系统的能耗。功率因数的提高,能减少线路损耗及变压器的铜耗。

设R为线路电阻, P1为原线路损耗, P2为功率因数提高后线路损耗,则线损减少

比原来损失减少的百分数为

当功率因数从0.8提高至0.9时,通过上式计算,可求得有功损耗降低21%左右。在输送功率P=3UIcos 不变情况下,cos 提高,I相对降低,设I1为补偿前变压器的电流,I2为补偿后变压器的电流,铜耗分别为 P1, P2;铜耗与电流的平方成正比,即

可知,功率因数从0.8提高至0.9时,铜耗相当于原来的80%。

减少了线路的压降。由于线路传送电流小了,系统的线路电压损失相应减小,有利于系统电压的稳定(轻载时要防止超前电流使电压上升过高),有利于大电机起动。

我国电力系统无功补偿的现状

近年来,随着国民经济的跨越式发展,电力行业也得到快速发展,特别是电网建设,负荷的快速增长对无功的需求也大幅上升,也使电网中无功功率不平衡,导致无功功率大量的存在。目前,我国电力系统无功功率补偿主要采用以下几种方式:

同步调相机:同步调相机属于早期无功补偿装置的典型代表,它虽能进行动态补偿,但响应慢,运行维护复杂,多为高压侧集中补偿,目前很少使用。

并补装置:并联电容器是无功补偿领域中应用最广泛的无功补偿装置,但电容补偿只能补偿固定的无功,尽管采用电容分组投切相比固定电容器补偿方式能更有效适应负载无功的动态变化,但是电容器补偿方式仍然属于一种有级的无功调节,不能实现无功的平滑无级的调节。

并联电抗器:目前所用电抗器的容量是固定的,除吸收系统容性负荷外,用以抑制过电压。

以上几种补偿方式在运行中取得一定的效果,但在实际的无功补偿工作中也存在一些问题:

补偿方式问题:目前很多电力部门对无功补偿的出发点就地补偿,不向系统倒送无功,即只注意补偿功率因素,不是立足于降低系统网的损耗。

谐波问题:电容器具有一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏;并且由于电容器对谐波有放大作用,因而使系统的谐波干扰更严重。

无功倒送问题:无功倒送在电力系统中是不允许的,特别是在负荷低谷时,无功倒送造成电压偏高。

电压调节方式的补偿设备带来的问题:有些无功补偿设备是依据电压来确定无功投切量的,线路电压的波动主要由无功量变化引起的,但线路的电压水平是由系统情况决定的,这就可能出现无功过补或欠补。

无功功率补偿技术的发展趋势

根据上述我国无功功率补偿的情况及出现的问题,今后我国的无功功率补偿的发展方向是:无功功率动态自动无级调节,谐波抑制。

基于智能控制策略的晶闸管投切电容器(TSC)补偿装置。将微处理器用于TSC,可以完成复杂的检测和控制任务,从而使动态补偿无功功率成为可能。基于智能控制策略的TSC补偿装置的核心部件是控制器,由它完成无功功率(功率因数)的测量及分析,进而控制无触点开关的投切,同时还可完成过压、欠压、功率因数等参数的存贮和显示。TSC补偿装置操作无涌流,跟踪响应快,并具有各种保护功能,值得大力推广。

静止无功发生器(SVG)。静止无功发生器(SVG)又称静止同步补偿器(STATCOM),是采用GTO构成的自换相变流器,通过电压电源逆变技术提供超前和滞后的无功,进行无功补偿,若控制方法得当,SVG在补偿无功功率的同时还可以对谐波电流进行补偿。其调节速度更快且不需要大容量的电容、电感等储能元件,谐波含量小,同容量占地面积小,在系统欠压条件下无功调节能力强,是新一代无功补偿装置的代表,有很大的发展前途。

电力有源滤波器。电力有源滤波器是运用瞬时滤波形成技术,对包含谐波和无功分量的非正弦波进行“矫正”。因此,电力有源滤波器有很快的响应速度,对变化的谐波和无功功率都能实施动态补偿,并且其补偿特性受电网阻抗参数影响较小。

电力有源滤波器的交流电路分为电压型和电流型。目前实用的装置90%以上为电压型。从与补偿对象的连接方式来看,电力有源滤波器可分为并联型和串联型。并联型中有单独使用、LC滤波器混合使用及注入电路方式,目前并联型占实用装置的大多数。

无功功率补偿范文第4篇

工业企业多为高负荷用电用户,为了确保自身享受到稳定的供电,就必须积极改善企业的功率因数,首先必须掌握不同类型功率因数科学的计算模式,这其中包括瞬间功率因数,通常能够从计量仪器中明显读数,也可以借助于其他电能计量设备的数值来综合分析、计算,通过分析瞬间功率因数,能够科学预测工业企业在实际的生产、运转时对应的无功功率状况,对应选择补偿方法。月均功率因数的计算,则应该参照企业的有功、无功电度表等来科学衡量与计算。从工业企业大量的用电实践得出,对于企业用电来说,其无功消耗主要和两大设备有关,它们分别为感应电动机、变压器,二者对企业无功消耗占据了80%~90%。因此,要想控制无功损耗,就必须设法做到两点:(1)提升功率因数;(2)正确运用无功补偿技术。前者就是要极力控制用电装置自身的无功功率损耗,正确的方法就是科学、正确地优选合格的电气设备,优化其运行方式,并加强其维修与维护。后者的补偿技术则分为人工补偿技术与动态补偿技术,其中人工补偿技术的重要思想就是额外配备补偿装置,从而来满足企业的无功功率需求,保证其功率因数。

2工业企业用电无功补偿技术

2.1科学优选电动机

正确选择电动机的规格、类型以及容量等,确保其具备满载工作能力。参照具体的生产环境特征,不同的电动机内部配置不同,其性能也有所差异,实际采购中必须密切关注其机械性能、电气指标等。同容量的电动机,要优选高转速电动机。同封闭式电动机相比,感应式电动机的电气指标更高,且转速更高,因此,要尽量避开封闭式电动机,优选感应式电动机,因为其空载状态下,电流不会发生变化。相反,倘若使用大容量电动机,就有可能使其走向低负荷工作状态,从而耗费了功率因数,也浪费了电能,所以也要使用容量合适的感应电动机。处于运转状态的电动机,倘若长时间处于低负荷状态,则有必要考虑调换电动机,调换好的电动机在实际使用前也要做好技术性能测试与检查,确保其各项功能都处于稳定状态,从而提高自然功率因数,控制电能的浪费。

2.2控制定子绕组电压

参照电机学的基础理论可以知道,电动机的励磁电流同附和到定子绕组电压的平方为正比例关系,所以为了控制励磁电流,可以先控制定子绕组电压,以此来提升功率因数,具体的控制策略为:调整原来的接线的定子绕组,使其变成Y接线,这样电动机的各个项路的电压就得到了有效控制,电动机的转矩也会随之发生变化,呈现下降趋势,但是控制定子绕组电压的方法的使用需要电动机处于特殊启动状态,那就是空载、轻载的状态,而且也要提前对电动机进行检查、验证,确保其能够正常启动、安全运行等。

2.3优选变压器容量、数量以及运行模式

经过实践的运用与分析得出:变压器的无功功率因数耗费量较高,且其空载无功功率所占比例也较大,这就使得变压器的容量、安装数量以及运行模式的选择至关重要,因为一旦选择不当,就容易造成企业功率因数过低。所以,实际的变压器选型过程中,一定要把企业功率因数的大小纳入考虑范围,也要确保变压器本身的高效、经济运转,确保这两方面都达标。

2.4正确检查、维修电动机

感应电动机的检修、维护水平会在很大程度上关系到功率因数。要想提高检修质量,就必须切实根据所维修电动机的技术标准、规定参数等来有规则、有秩序地检修,要维护电动机的性质、功能、数据等的准确合理。相反,倘若维修水平不合格,维修质量不达标,就可能加剧对无功功率的需求,从而对功率因数带来负面影响,在实际的维修过程中需要重点注意的是不能随意调整定子、转子间气隙的初始大小,也要维护气隙的均匀度,如果气隙一旦改变,就可能加剧磁阻,从而浪费更多的功率因数。

2.5电磁开关无电压工作

对于工业企业来说,其电力低压系统通常运用多种电磁开关,且其控制线圈具有良好的感性性能,开关闭合后,走向供电状态,控制线圈也进入电源连接状态,这其中伴随着对电能的使用,对应的也出现了相对落后的无功电流,从而不利于大型工业企业功率因数的提高,对于这一问题,相关企业已经有所意识,并对应采取了解决对策,那就是一方面控制电能,另一方面来优化调整开关系统,将机械闭锁设备配在开关中,这样即使电磁开关闭合,在电气链接点的支持下,能够断开控制线圈,这样就会让电磁开关进入无压运转模式,从而优化功率因数,控制电能的不合理使用,达到多方面的积极效果。

2.6人工无功补偿技术

采用同步电动机补偿,这一补偿模式的优势为:功率因数超前时,同步电动机也能够工作,可以输出无功功率来实现对工业企业用电的无功补偿,从而全面提升其功率因数。这其中低速电动机同生产机械有效配合在一起,就不必使用减速箱,如果电网频率平稳时,对应的电动机也处于匀速运行状态,有效提高了供电效率,而且同步电动机的运转也不会受到变化电压的影响。同时,选择强行励磁,能够有效确保供电系统的安全运转。正是因为同步电动机体现出以上多方面的优势,适合引入到大型工业企业中,将其运用到水泵、通风机等机械设备中,实现各项机械设备的高效拖动与运转。同步电动机的使用成本较高且不方便维修,但是其所创造的无功补偿效果却十分显著。与之相对应的并联电容器则较为经济实惠,方便维修与维护,而且其故障问题的辐射范围十分有限,也可以尝试用在大型工业企业用电系统中,然而,其缺陷为并联电容器只具有有级调节功能,当无功功率发生变化时,无法实施无级调节。

2.7动态无功补偿模式

2.7.1全补偿。这一模式状态下,是要让功率因数为1,在供电系统中仅仅选择有功功率,全补偿状态下,无功装置的容量和负载的感性无功变化量保持一致。

2.7.2部分补偿。这种补偿方式具有一定的优点,体现在可以维护母线电压的安全、稳定,使其有效抵御负载的袭击,同时在一些特殊的时间段中,如:T1~T6的时间范围内,QS>0,此时会对母线电压产生不良影响,造成一定程度的波动,功率因数<0,然而,从总体来看,平均功率因数还是处于相对高的水平。

3结语

无功功率补偿范文第5篇

cosφ=P/S=P/(P2+Q2)1/2

在电力网的运行中,功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度,我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小,视在功率将大部分用来供给有功功率,从而提高电能输送的功率。

1影响功率因数的主要因素

1.1大量的电感性设备,如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计,在工矿企业所消耗的全部无功功率中,异步电动机的无功消耗占了60%~70%;而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60%~70%。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。

1.2变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%~15%,它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而,为了改善电力系统和企业的功率因数,变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。

1.3供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。

当供电电压高于额定值的10%时,由于磁路饱和的影响,无功功率将增长得很快,据有关资料统计,当供电电压为额定值的110%时,一般无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时,无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以,应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。

2无功补偿的一般方法

无功补偿通常采用的方法主要有3种:低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。

2.1低压个别补偿低压个别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与用电设备并接,它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗,以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是:用电设备运行时,无功补偿投入,用电设备停运时,补偿设备也退出,因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。

2.2低压集中补偿低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧,以无功补偿投切装置作为控制保护装置,根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行,做不到平滑的调节。低压补偿的优点:接线简单、运行维护工作量小,使无功就地平衡,从而提高配变利用率,降低网损,具有较高的经济性,是目前无功补偿中常用的手段之一。

2.3高压集中补偿高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6~10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端,用户本身又有一定的高压负荷时,可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用;补偿装置根据负荷的大小自动投切,从而合理地提高了用户的功率因数,避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护,补偿效益高。

3采取适当措施,设法提高系统自然功率因数

提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资,仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率,这是一种最经济的提高功率因数的方法。

3.1合理使用电动机;

3.2提高异步电动机的检修质量;

3.3采用同步电动机:同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小,而无功功率取决于转子中的励磁电流大小,在欠励状态时,定子绕组向电网“吸取”无功,在过励状态时,定子绕组向电网“送出”无功。因此,对于恒速长期运行的大型机构设备可以采用同步电动机作为动力。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流,使其呈同步电动机运行,这就是“异步电动机同步化”。

3.4合理选择配变容量,改善配变的运行方式:对负载率比较低的配变,一般采取“撤、换、并、停”等方法,使其负载率提高到最佳值,从而改善电网的自然功率因数。

4无功电源

电力系统的无功电源除了同步电机外,还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器,这4种装置又称为无功补偿装置。除电容器外,其余几种既能吸收容性无功又能吸收感性无功。

4.1同步电机:同步电机中有发电机、电动机及调相机3种。①同步发电机:同步发电机是唯一的有功电源,同时又是最基本的无功电源,当其在额定状态下运行时,可以发出无功功率:

Q=S×sinφ=P×tgφ

其中:Q、S、P、φ是相对应的无功功率、视在功率、有功功率和功率因数角。发电机正常运行时,以滞后功率因数运行为主,向系统提供无功,但必要时,也可以减小励磁电流,使功率因数超前,即所谓的“进相运行”,以吸收系统多余的无功。②同步调相机:同步调相机是空载运行的同步电机,它能在欠励或过励的情况下向系统吸收或供出无功,装有自励装置的同步电机能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率,这是其优点。但它的有功损耗大、运行维护复杂、响应速度慢,近来已逐渐退出电网运行。③并联电容器:并联电容器补偿是目前使用最广泛的一种无功电源,由于通过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上的电压,相反于电感中的滞后,由此可视为向电网发quot;无功功率:Q=U2/Xc

其中:Q、U、Xc分别为无功功率、电压、电容器容抗。

并联电容器本身功耗很小,装设灵活,节省投资;由它向系统提供无功可以改善功率因数,减少由发电机提供的无功功率。④静止无功补偿器:静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成,由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速,而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节,以满足动态无功补偿的需要,同时还能做到分相补偿;对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性;但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波,为此需加装专门的滤波器。