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浅谈无功补偿及功率因数的方法和意义

分类:公司新闻 发布时间:2022-03-14

无功率是指长期使用两相(照明和使用焊机)导致偏差压力,即一相或两相进线不工作或工作较少。当无功率过高或过低时,会导致高压进线电流偏差压力、线路过热、电熔丝熔断,导致缺相,损坏运行的电机工具。无功率过高或过低是电力部门控制用户正确用电的一种手段!

通常的补救方法是在配电室内安装一组或几组功率补偿柜使用一相和两相电(通常使用多台焊机)时,测量电流,更换电源接头,使其输出电压均匀。

有功功率是电气设备正常运行所需的电功率。无功功率绝不是无功功率。它非常有用。电机需要建立和维护旋转磁场来旋转转子,从而驱动机械运动。电机的转子磁场是通过从电源中获得无功功率来建立的。变压器还需要无功功率来产生变压器的一次线圈磁场。为什么二次线圈的功率被罚款:100个单元,即100个单元的功率传输到设备。然而,由于大多数电气系统都有固有的无功损耗,您只能使用70个单元的功率。不幸的是,虽然只有70个单元,但它必须支付100个单元的费用。在这个例子中,功率因数为0.7(如果大多数设备的功率因数小于0.9,备的功率因数小于0.9,将被罚款),主要存在于电机设备中(也称为感性负载。功率因数是电机效率的测量标准。

本文阐述了提高功率因数的方法和意义,以及提高自然功率因数和人工补偿的方法。

一、概述。

在供电系统中,除了有功电源和无功电源外,两者都是必不可少的。当感知负载过大时,其功率因数较低,影响线路和配电变压器的经济运行。必须合理配置无功功率补偿设备,提高系统的功率因数,从而节约电能,减少损失。

1功率因数与无功功率的关系。

电压与电流之间的相位差(φ)的余弦称为功率因数,用符号cosφ表示,在值上,功率因数是有功功率与视在功率的比值,即cosφ=P/S。

P2+Q2=S2。

在电网的运行中,功率因数反映了功率输出的有效利用程度。我们希望功率因数越大越好。这样,电路中的无功功率就可以降到最低。

2输配电线路的有功功率损耗与功率因数的关系。

由于导线有电阻,当电流通过线路时,线路本身会产生有功功率损耗,其有功功率损耗与电流平方成正比。因此,当线路输送一定的有功功率时,线路本身产生的有功功率损耗与功率因数的平方成反比。提高功率因数可以减少线路的有功功率损耗。

3变压器铜损耗与功率因数的关系。

在运行过程中,当变压器输出一定的有功功率时,其铜损耗与变压器带来的负比,功率与变压器的功率因数成正比。因此,提高功率因数可以减少变压器的铜损耗。

4变压器所需容量与功率因数的关系。

由于变压器在输出一定功率时将功率与变压器的功率因数成反比,当变压器输出一定功率时,功率因数的增加可以降低变压器所需的容量,从而提高变压器的供电能力。

二、提高功率因数。

影响功率因数的主要因素。

1.异步电机、感应电炉等大量电感设备是无功功率的主要消耗者。在工矿企业消耗的所有无功功率中,异步电机的无功功耗占60%~70%;异步电机空载时消耗的无功率占电机总无功耗的60%~70%。因此,为了提高异步电机的功率因数,有必要防止电机的空载运行,并尽可能提高负载率。

2.变压器消耗的无功功率一般约为额定容量的10%~15%,其空载无功功率约为满载时的1/3。因此,为了改善电力系统和企业的功率因数,变压器不应空载或长期低负荷运行。

3.如果电源电压超过规定范围,也会对电源因数产生很大影响。当电源电压高于额定值的10%时,由于磁路饱和的影响,无功功率会迅速增加。当电源电压低于额定值时,无功功率也会相应降低,从而提高其功率因数。然而,降低电源电压会影响电气设备的正常运行。

二是无功补偿的一般方式。

采取适当措施提高系统的自然功率因数。

提高自然功率因数不需要任何补偿设备投资,只采取各种管理或技术手段来减少各种电气设备消耗的无功率,这是提高功率因数最经济的方法:

1)合理选择电机容量,使其接近满载运行。

2)实际负荷不超过额定容量40%的电机应更换为小容量电机。

3)合理安排和调整工艺流程,改进电气设备的运行模式,限制感应电机的空载运行。

4)正确选择变压器,提高变压器负荷率(一般75%~80%比较合适)。负荷率低于30%的变压器应更换。

5)对于负载率为60%~90%的绕线转子异步电机,必要时可同步,电机可向电力系统输出无功功率。

2人工补偿功率因数。

仅仅通过提高自然功率因数通过提高自然功率因数来满足要求。因此,必须进行人工补偿。无功补偿主要有三种方法:低压个人补偿、低压集中补偿和高压集中补偿。

1)个别低压补偿。

低压个别补偿是指根据个别电气设备无功需求,将单个或多个低压电容器组分散在电气设备中,并与电气设备共用一套断路器。通过控制,保护装置和电机同时切割。随机补偿适用于补偿个别大容量和连续运行(如大中型异步电机)的无功消耗,主要是励磁无功。低压个别补偿的优点是:电气设备运行时,无功补偿投资,电气设备停机时,补偿设备也启动,不会造成无功转移。它具有投资少、占地面积小、安装方便、配置方便、维护简单、事故率低等优点。

2)低压集中补偿。

低压集中补偿是指通过低压开关将低压电容器连接到配电变压器的低压母线侧,以无功补偿切割装置作为控制和保护装置,根据低压母线上的无功负荷直接控制电容器的切割。电容器的切割是个整体,不能进行平稳的调整。低压补偿的优点:接线简单,运行维护工作量小,使无功平衡,提高配电利用率。

3)高压集中补偿。

高压集中补偿是指将并联电容器组直接安装在变电站6~10kV高压母线上的补偿方式。适用于远离变电站或供电线路末端的用户;补偿装置根据负荷自动切割,合理提高用户功率因数,避免功率因数减少导致电费增加。

三是无功电源。

除同步电机外,电力系统的无功电源还包括静电电容器、静态无功补偿器和静态无功发生器。除了电容器,其他几种都可以吸收容性和感性。

1)同步电机。

同步电机包括发电机、电机和相机调节器。同步发电机是唯一的有功电源,也是最基本的无功电源,主要运行滞后的功率因数,为系统提供无功,但必要时,也可以减少励磁电流,使功率因数先进,即所谓的进相运行,以吸收系统多余的无功。同步相机是一种空载运行的同步电机。其优点是,它可以吸收或输出系统的无功功率激励装置的同步电机可以根据电压平稳地调整输入或输出的无功功率。然而,他有功损失大,运行维护复杂,影响速度慢,并逐渐退出电网运行。

2)并联电容器。

并联电容器补偿是目前使用最广泛的无功电源之一。由于电容器的交变电流正好超过电容器极板上的电压,并联电容器本身功耗小,安装灵活,节省投资;它为系统提供无功功率,可以改善功率因数,减少发电机提供的无功功率。

3)静止无功补偿器。

静态无功补偿器由晶闸管控制的切割电抗器和电容器组成。由于晶闸管对控制信号反应非常快,断开次数无法控制。当电压变化时,静态补偿器可以快速平稳地调整,以满足动态无功补偿的需要,同时实现分相补偿;对三相不平衡负荷和冲击负荷的有效适应性;但由于晶闸管控制在切割过程中会产生高谐波,因此需要添加专用滤波器。

4)静止无功发生器。

其主体为电压源逆变器,通过可关晶闸管适当断开,将电容上的直流电压转换为与电力系统电压同步的三相交流电压,然后通过电抗器和变压器连接到电网上。适当控制逆变器的输出电压可以灵活地改变其运行条件,使其处于容性、感性或零负荷状态。与静态无功补偿器相比,发生器相应速度更快,谐波电流更少,当系统电压较低时,仍可向系统注入较大的无功功率。

三、结束语。

综上所述,提高国家能源利用功率因数,促进企业经济效益,是保证电力系统电能质量、电压质量、减少网络损失和安全运行不可或缺的条件,应根据不同情况采取相应措施提高功率因数,减少无功损失,提高经济效益。