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《無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x及原理》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、四、無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x及原理人們對(duì)有功功率的理解非常容易，而要深刻認(rèn)識(shí)無(wú)功功率卻并不輕而易舉的。在正弦電路中，無(wú)功功率的概念是清楚的，而在含有諧波時(shí)，至今尚無(wú)公認(rèn)的無(wú)功功率定義。但是，對(duì)無(wú)功功率這一概念的重要性和無(wú)功補(bǔ)償重要性的認(rèn)識(shí)，卻是一致的。無(wú)功功率應(yīng)包含對(duì)基波無(wú)功功率的補(bǔ)償和對(duì)諧波無(wú)功功率的補(bǔ)償。無(wú)功功率對(duì)供電系統(tǒng)和負(fù)荷的運(yùn)行都是十分重要的。電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是電感性的。因此，粗略地說(shuō)，為了輸送有功功率，就要求送電端和受電端有一相位差，這在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)。而為了輸送無(wú)功功率，則要求兩端電壓有一幅值差，這只能在很窄的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。不僅大多網(wǎng)絡(luò)元件消耗無(wú)功功率，大多數(shù)負(fù)載也
2、需要消耗無(wú)功功率。網(wǎng)絡(luò)元件和負(fù)載所需要的無(wú)功功率必須從網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)地方獲得。顯然，這些無(wú)功功率如果都要由發(fā)電機(jī)提供并經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法應(yīng)是在需要消耗無(wú)功功率的地方產(chǎn)生無(wú)功功率，這就是無(wú)功補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔弥饕幸韵聨c(diǎn)：（1）提高供用電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減少功率損耗；（2）穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。在長(zhǎng)距離輸電線路合適的地點(diǎn)設(shè)置動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，還可以改善輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力；（3）在電氣化鐵道等三相負(fù)載不平衡的場(chǎng)合，通過(guò)適當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償可以平衡三相的有功及無(wú)功負(fù)載。（一）．無(wú)功補(bǔ)償?shù)奈锢硪饬x無(wú)功功率只是描述了能量
3、交換的幅度，而并不消耗功率。圖中的單相電路就是這方面的一個(gè)例子，其負(fù)載為一阻感負(fù)載。電阻消耗有功功率，而電感則在一周期內(nèi)的一部分時(shí)間把從電源吸收的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，另一部分時(shí)間再把儲(chǔ)存的能量向電源和負(fù)載釋放，并不消耗能量。無(wú)功功率的大小表示了電源和負(fù)載電感之間交換能量的幅度。電源向負(fù)載提供這種功率是阻感負(fù)載內(nèi)在的需要，同時(shí)也對(duì)電源的輸出帶來(lái)一定的影響。下圖是帶有阻感負(fù)載的三相電路，為了和上圖對(duì)照，假設(shè)u、R、L的參數(shù)均和上圖相同，且為對(duì)稱三相電路。這時(shí)無(wú)功功率的大小當(dāng)然也表示了電源和負(fù)載電感之間能量交換的幅度。無(wú)功能量在電源和負(fù)載之間來(lái)回流動(dòng)。同時(shí)可以證明，各相的無(wú)功功率分量（uir）的瞬
4、時(shí)值之和在任一時(shí)刻都為零。因此，也可以認(rèn)為無(wú)功能量是在三相之間流動(dòng)的。這種流動(dòng)是通過(guò)阻感負(fù)載進(jìn)行的。（二）無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑碓趯?shí)際電力系統(tǒng)中，大部分負(fù)載為異步電動(dòng)機(jī)，包括異步電動(dòng)機(jī)在內(nèi)的絕大部分電氣設(shè)備的等效電路可看作電阻R與電感L串聯(lián)的電路，其功率因數(shù)為式中將R、L電路并聯(lián)再接入電容C之后，電路如下圖（a）所示。該電路的電流方程為：由下圖的相量圖可知，并聯(lián)電容后電壓U與電流I的相位差變小了，即供電回路的功率因數(shù)提高了。此時(shí)供電電流I的相位滯后于電壓U，這種情況稱為欠補(bǔ)償。圖并聯(lián)電容補(bǔ)償無(wú)功功率的電路和相量圖（a）電路；（b）相量圖（欠補(bǔ)償）；（c）相量圖（過(guò)補(bǔ)償）若電容C的容量過(guò)大，使得
5、供電電流I的相位超前于電壓U，這種情況稱為過(guò)補(bǔ)償，其相量圖如圖（c）所示。通常不希望出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償?shù)那闆r，因?yàn)檫@會(huì)引起變壓器二次電壓的升高，而且容性無(wú)功功率在電力線路上傳輸同樣回增加電能損耗，如果供電線路電壓因此而升高，還會(huì)增大電容器本身的功率損耗，使溫升增大，影響電容器的壽命。二.增加無(wú)功補(bǔ)償：當(dāng)電力網(wǎng)中某一點(diǎn)增加無(wú)功補(bǔ)償量后，從該點(diǎn)至電源所有串接的線路及變壓器中的無(wú)功潮流都將減少，從而使該點(diǎn)以前串接的電能損耗減少，達(dá)到了降損節(jié)電和改善電能質(zhì)量的目的。無(wú)功補(bǔ)償對(duì)于需要集中補(bǔ)償?shù)目砂礋o(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量來(lái)選擇補(bǔ)償點(diǎn)和補(bǔ)償容量，對(duì)于用電客戶可按提高功率因數(shù)的原則進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，補(bǔ)償分布首先考慮調(diào)壓的要
6、求，閉免無(wú)功長(zhǎng)距離傳輸，補(bǔ)償設(shè)備的配置要按照“分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡”的原則進(jìn)行規(guī)劃，就是要做到那里有無(wú)功負(fù)荷就在那里安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，但要考慮它的經(jīng)濟(jì)性，無(wú)功補(bǔ)償通常不希望出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償，因?yàn)檫@樣會(huì)使變壓器二次電壓升高且容性無(wú)功功率在電力線路上傳輸同樣會(huì)增加電能損耗，也就是用電設(shè)備倒送無(wú)功功率到電網(wǎng)，這種情況絕大多數(shù)是電網(wǎng)無(wú)功過(guò)剩引起的，它可能將對(duì)電網(wǎng)造成過(guò)電壓的危害，這樣就要求安裝電抗器，就進(jìn)吸收無(wú)功，但還是要考慮經(jīng)濟(jì)投資。在電力系統(tǒng)中，無(wú)功要保持平衡，否則，將降低系統(tǒng)的電壓下降，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞，系統(tǒng)解列。此外，網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)和電壓的降低，使電氣設(shè)備得不到充分利用，促使網(wǎng)絡(luò)傳輸能力
7、下降，損耗增加。因此，解決好網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償問(wèn)題，對(duì)改善電壓質(zhì)量、提高功率因數(shù)及降低系統(tǒng)損耗和提高系統(tǒng)供電效率有極為重要的意義。下面對(duì)無(wú)功作一介紹：電力系統(tǒng)中的無(wú)功損耗，主要包括變壓器中的無(wú)功功率損耗、輸電線路上的無(wú)功功率損耗、晶閘管控制電路中吸收的無(wú)功功率及感性無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備所吸收的無(wú)功功率等。一.電力系統(tǒng)中的無(wú)功負(fù)荷及無(wú)功損耗：1.變壓器中的無(wú)功功率損耗包括兩部分：（1）勵(lì)磁支路上的無(wú)功功率損耗，基本上可以認(rèn)為是與變壓器負(fù)荷無(wú)關(guān)的空載損耗，數(shù)值上約與
