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1、p2009年第3期無功補(bǔ)償原理及其應(yīng)用丁素風(fēng)(豐地公司)摘要通過分析電力系統(tǒng)中感性阻抗和容性阻抗的波形變化,闡述無功補(bǔ)償?shù)脑?并根據(jù)鄂鋼樊口工業(yè)園的應(yīng)用實(shí)踐,列舉無功補(bǔ)償后的效果和現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞無功功率無功補(bǔ)償功率因數(shù)1前言能變壓,交流接觸器不會(huì)吸合。打個(gè)比方,農(nóng)村修水鄂鋼樊口工業(yè)園開關(guān)站位于樊口經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),擔(dān)利需要開挖土方運(yùn)土,運(yùn)土?xí)r用竹筐裝滿土,挑走的負(fù)著鄂鋼馳久鋼板彈簧公司、揚(yáng)子重機(jī)公司及豐地建土好比是有功功率,挑空竹筐就好比是無功功率,竹設(shè)公司等輔助改制單位的供電任務(wù)。由于遠(yuǎn)離鄂鋼筐并不是沒
2、用,沒有竹筐泥土就不能運(yùn)到堤上。主體廠區(qū),已不能使用鄂鋼內(nèi)部電源,改由鄂州市地3無功補(bǔ)償原理區(qū)電網(wǎng)供電,并須嚴(yán)格執(zhí)行電網(wǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)和制度。電流在電感元件中作功時(shí),電流滯后于電壓o為此,用電單位利用無功補(bǔ)償原理對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行了90;而電流在電容元件中作功時(shí),電流超前于電壓o改造,并直接或間接地從中獲得了效益。90。在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,o2有功功率和無功功率互差180。如果在電磁元件電路中安裝一定的電容在直流電路中,從電源輸送到電器(負(fù)載)的電元件,使兩者的電流相互抵消,使電流的矢量與
3、電壓功率,是電壓與電流的乘積,也就是電氣設(shè)備實(shí)際所矢量之間的夾角縮小,從而提高電能作功的能力,這吸收的功率。在交流電路中,由于電阻和電抗(感抗就是無功補(bǔ)償?shù)牡览?。和容?同時(shí)存在,電源輸送到電器設(shè)備的電功率并不完全做功,因?yàn)槠渲杏幸徊糠蛛姽β?電感和電容所儲(chǔ)存的電能)仍能回輸?shù)诫娫?。?shí)際為設(shè)備所吸收的電功率叫有功功率。無功功率比較抽象,它用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換,并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外作功,而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備,要建立磁場(chǎng),就要消耗無功功率。無
4、功功率決不是無用功率,它的用處很大。電動(dòng)機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是靠從電源取得無功圖1電感中電流、電壓和功率的變化功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率,才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),在二次線圈感應(yīng)出電壓。圖1和圖2分別為感性阻抗和容性阻抗中電流、因此,沒有無功功率,電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),變壓器也不46p鄂鋼科技電壓和功率的波形變化規(guī)則。在第一個(gè)四分之一周由I1減小為I2,I2=IR+j(IL-IC),相角由U1減小到期內(nèi),電流由零逐漸增大,此時(shí),電感吸收功
5、率,轉(zhuǎn)化U2,功率因數(shù)則由cosU1提高到cosU2。為磁場(chǎng)能量,而電容放出儲(chǔ)存在電場(chǎng)中的能量;第二個(gè)四分之一周期,電感放出磁場(chǎng)能量,電容吸收功率,以后的四分之一周期重復(fù)上述循環(huán)。圖4并聯(lián)電容器補(bǔ)償向量圖圖2電容中的電流、電壓和功率的變化圖5有功、無功、視在功率向量圖圖3并聯(lián)電容器無功補(bǔ)償原理設(shè)負(fù)荷有功功率為P(千瓦),無功功率為Q(千乏),視在功率為S(千伏安),電壓有效值為,電流從圖3可以看出并聯(lián)電容器無功補(bǔ)償原理。將有效值為I,功率三角形如圖5,則有:并聯(lián)電容器C與供電設(shè)備(如變壓器)或負(fù)荷(如電
6、P=S#cosU=IcosU動(dòng)機(jī))并聯(lián),則供電設(shè)備或負(fù)荷所需要的無功功率,Q=S#sinU=IsinU可以全部或部分由并聯(lián)電容器供給,即并聯(lián)電容器發(fā)22S=P+Q=I出的容性無功,可以補(bǔ)償負(fù)荷所消耗的感性無功。4無功補(bǔ)償?shù)男Ч艾F(xiàn)實(shí)意義圖4為并聯(lián)電容器補(bǔ)償向量圖。當(dāng)未接電容C在工業(yè)園區(qū),由于數(shù)量眾多、容量大小不等的感時(shí),流過電感L的電流為IL,流過電阻R的電流為性設(shè)備連接于電力系統(tǒng)中,以致電網(wǎng)中除需消耗有功IR,電源供給的電流為I1,I1=IR+jIL,此時(shí)相位角為功率外,還需消耗大量的無功功率。未安裝
7、無功補(bǔ)償U(kuò)1,功率因數(shù)為cosU1;并聯(lián)接入電容C后,由于電容設(shè)備前,設(shè)備的自然平均功率因數(shù)在0170~0185之電流IC與電感電流IL方向相反,使電源供給的電流47p2009年第3期間,無功消耗約占有功消耗的60~90%,浪費(fèi)很大;采用將無功補(bǔ)償設(shè)備靠近線路末端安裝的方案,無功補(bǔ)償后,功率因數(shù)提高到0195左右,無功消耗只可以改善電網(wǎng)的供電電壓質(zhì)量。因?yàn)樵娇拷€路末占有功消耗的30%左右,給用電單位帶來了可觀的端,線路的電抗越大,安裝無功補(bǔ)償設(shè)備的效果就越效益。好。4.1無功補(bǔ)償可挖掘供電設(shè)備潛力4.
8、4節(jié)省企業(yè)電費(fèi)開支1)在設(shè)備容量不變的條件下,提高功率因數(shù),可按照工業(yè)園電網(wǎng)供電要求,設(shè)備的自然功率因數(shù)以少送無功功率多送有功功率。在017左右的用戶,要交納相當(dāng)一部分罰款,然而通2)在所需的有功功率不變的條件下,當(dāng)無功功過安裝無功補(bǔ)償設(shè)備后,設(shè)備的自然功率因數(shù)可以達(dá)率減少時(shí),所需配備的供電設(shè)備容量也相應(yīng)地減少。到019甚至更高,基本上不再被罰款。4.2無功補(bǔ)償可降低系統(tǒng)的能耗5結(jié)束語若輸送的有功功率P為定值,加裝無功補(bǔ)償設(shè)備綜上所述,無功
