無功補償基本原理和形式有哪些?

一yi般ban來lai說shuo,係xi統tong中zhong提ti到dao的de無wu功gong負fu載zai大da多duo是shi感gan性xing無wu功gong負fu載zai,將jiang具ju有you容rong性xing功gong率lv負fu載zai的de裝zhuang置zhi與yu感gan性xing功gong率lv負fu載zai連lian接jie在zai同tong一yi電dian路lu上shang。當dang感gan性xing無wu功gong負fu載zai吸xi收shou能neng量liang時shi,容rong性xing負fu載zai釋shi放fang能neng量liang,而er當dang感gan性xing負fu載zai釋shi放fang能neng量liang時shi,容rong性xing負fu載zai吸xi收shou能neng量liang,能neng量liang在zai容rong性xing負fu載zai和he感gan性xing負fu載zai之zhi間jian交jiao換huan,使shi容rong性xing負fu載zai吸xi收shou的de無wu功gong功gong率lv可ke以yi從cong容rong性xing負fu載zai裝zhuang置zhi輸shu出chu的de無wu功gong功gong率lv中zhong得de到dao補bu償chang,無wu功gong功gong率lv可ke以yi就jiu地di平ping衡heng,從cong而er減jian少shao線xian路lu損sun失shi,提ti高gao帶dai載zai能neng力li,降jiang低di電dian壓ya損sun失shi,緩huan解jie電dian廠chang供gong電dian壓ya力li。這zhe是shi無wu功gong補bu償chang的de基ji本ben原yuan理li。

引文作者:上海蓋能電氣市場部(專注幹式變壓器30年)

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相位分析無功補償的基本原理:

電感負載中的電流IL滯後電壓為90°,而純電容的電流IC超前電壓為90°。

電容器中的電流與電感器中的電流相位相差180°,可相互抵消。

電力係統中的負載大多是感性負載,因此總電流I將滯後電壓在一個角度φ1。如果並聯電容器與負載並聯,則I'=I+IC,電容器的電流會抵消部分電感電流,從而使總電流從I降低到I',相位角從φ1降低到φ2,可以提高功率因數,無功就地平衡。

無功補償的補償形式:

1.個別補償

個ge別bie補bu償chang是shi單dan台tai電dian氣qi設she備bei所suo需xu的de無wu功gong就jiu近jin補bu償chang方fang法fa。電dian容rong器qi直zhi接jie連lian接jie到dao單dan台tai電dian氣qi設she備bei的de同tong一yi電dian路lu,由you同tong一yi開kai關guan控kong製zhi,同tong時shi投tou入ru運yun行xing或huo斷duan開kai。

這種補償方法效果最好。電容器靠近電氣設備,就地平衡無功電流,避免無負荷過度補償,保證供電質量。

這種補償方法常用於高低壓電機等電氣設備。但當用戶設備不連續運行時,電容器利用率低,無法充分發揮其補償效益。

2.分散補償

fensanbuchangshijiangdianrongqifenzuanzhuangzaichejianpeidianshihuobiandianzhangefenludechuxianshang,kegenjuxitongfuhedebianhuatouruhuoqieduandianrongqizu,buchangxiaoguogenghao。danshichengbenbijiaogao。

3.集中補償

集中補償是電容器組集中安裝在變電站一次或二次側的母線上。

這種補償方式安裝簡單,運行可靠,但補償效果比前兩種補償方式差,成本相對較高。

無功補償的收獲:

1.補償無功功率,提高功率因數(如下圖所示)

2.減少輸電線路和變壓器的損耗

合理的補償可以有效地降低係統電流。以係統自然功率0.7為例。如果係統功率因數通過補償裝置提高到接近1的水平,係統電流將降低30%左右,即線路和變壓器的損耗可降低到P=I2R=(1-30%)2R=0.49R,即線路和變壓器的損耗可降低51%

電力企業的自然功率因數一般在0.7左右,功率因數從0.7提高到0.95以上,線損降低率和變壓器銅損降低率如下表所示:

降低線路和變壓器損耗,節約有功功率,是一項重要的節能措施。

biruzaishiyouxingye,ruguoxianlubijiaochang,bijiaofuza,keyitongguozengjiawugongbuchangshebeilaijiangdiyunxingdianliu,congerjianshaoxianlusunhao,jieyueyougonggonglv,jienengxiaoguomingxian。

3. 提高電網傳輸能力,提高設備利用率

由於補償裝置能有效降低係統電流和視覺功率,能有效降低電網建設中所有相關設備的容量,從而降低電網建設中的投資。

對於功率因數在0.7左右的係統,由於有效的補償,係統電流可以降低30%,即電廠和配電設施的帶載能力可以提高30%

變壓器及線路小容量不足,可通過安裝無功補償裝置解決。

無wu功gong補bu償chang裝zhuang置zhi的de安an裝zhuang可ke以yi使shi無wu功gong功gong率lv就jiu地di平ping衡heng,從cong而er降jiang低di流liu過guo線xian路lu和he變bian壓ya器qi的de電dian流liu,減jian緩huan導dao線xian和he變bian壓ya器qi的de絕jue緣yuan老lao化hua速su度du,延yan長chang使shi用yong壽shou命ming。

同時可以釋放變壓器和線路的容量,增加變壓器和線路的負荷能力。

例如,有一台100KVA變壓器,目前負載率為85%,COSφ=0.7

若安裝無功補償設備,可使變壓器釋放30%的帶載量,用戶可在變壓器不增容的情況下,增加負載,擴大再生產。

4.提高電壓質量

由於係統中大量的感性負載會導致供電線路的壓降,尤其是在供電線路的末端合理的補償可以有效地緩解線路壓降,提高電能質量。

電路中電壓損失的計算公式如下:

由於係統的感抗遠遠大於阻抗,從上麵的公式可以看出,無功率的變化會導致電壓的巨大變化。

在線路中,無功功率Q降低後,電壓損失也會降低。

對供電線路末端電壓一般較低,可通過增加無功補償裝置來提高線路末端電壓,使用記憶設備安全可靠運行。

另一方麵,隨著工業的發展,使用了大量的自動控製設備和非線性負載,大量諧波在供配電網絡中流動,汙染了電網。

通過合理配置補償濾波設備,抑製或大幅降低諧波對供電係統和電氣設備的影響是提高電能質量的主要手段之一。

5.節約電費支出

通過合理的補償,使計量點的功率因數符合國家標準的要求,可以消除電力電費,大大降低電力用戶的電費支出。

:動態無功補償裝置的有功節能隻降低了補償點與發電機之間的供配電損耗。

因此,高壓網側的無功補償不能減少低壓閥側的損耗,也不能提高低壓供電變壓器的利用率。根據最佳補償理論,當地動態無功補償節能效果最為顯著。