無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí)講解

1、,無(wú)功補(bǔ)償基本原理和方法,田哲,無(wú)功補(bǔ)償（濾波）,1、什么是功率、功率因數(shù),2、提高功率因數(shù)的意義,3、無(wú)功補(bǔ)償?shù)幕驹砗头椒?4、無(wú)功補(bǔ)償在系統(tǒng)中的作用,5、無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的種類,一 無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),1、功率、功率因數(shù) 在電網(wǎng)中，功率分為有功功率、無(wú)功功率和視在功率。交流電網(wǎng)中，由于有阻抗和電抗（感抗和容抗）的同時(shí)存在，所以電源輸送到電器的電功率并不完全做功。因?yàn)?，其中有一部分電功率（電感和電容所?chǔ)的電能）仍能回輸?shù)诫娋W(wǎng)，因此，凡實(shí)際為電器（電阻性質(zhì)）所吸收的電功率叫有功功率。電感和電容所儲(chǔ)的電能仍能回輸?shù)诫娋W(wǎng)，這部分功率在電源與電抗之間進(jìn)行交換，交換而不消耗，稱為無(wú)功功

2、率。,無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),1、功率、功率因數(shù) 有功：將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能量 無(wú)功：建立交變磁場(chǎng)和感應(yīng)裝置的磁通，只實(shí)現(xiàn)能量的交換，而不做功 感性無(wú)功：電流矢量滯后于電壓矢量90 如電動(dòng)機(jī)、變壓器、晶閘管變流設(shè)備等 容性無(wú)功：電流矢量超前于電壓矢量90 如電容器、電纜輸配電線路等,無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),當(dāng)電網(wǎng)電壓為正弦波形，并且電壓和電流同相位時(shí)，電阻性電氣設(shè)備從電網(wǎng)吸收的功率P等于電壓U和電流I的乘積，即：P=UI 電阻性電氣設(shè)備包括白熾燈、電熱器等。 電動(dòng)機(jī)和變壓器運(yùn)行時(shí)需要建立磁場(chǎng)，這部分能量不能轉(zhuǎn)化為有功功率，因此稱之為無(wú)功率Q。此時(shí)電流滯后電壓一個(gè)角度 。 在選擇變配電設(shè)備時(shí)應(yīng)按視在功率

3、S，即有功功率和無(wú)功功率的幾何和：,無(wú)功功率的傳輸加重電網(wǎng)的負(fù)擔(dān),使電網(wǎng)損耗增加,因此需要對(duì)其進(jìn)行就近和就地補(bǔ)償。 并聯(lián)電容器可以補(bǔ)償或平衡電氣設(shè)備的感性無(wú)功功率。當(dāng)容性無(wú)功功率Qc等于感性無(wú)功功率QL時(shí),電網(wǎng)只傳輸有功功率P。,無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),在交流電網(wǎng)中，如負(fù)載是純電阻，電壓和電流是同相位，那么電壓和電流的乘積就是有功功率，但在有電感或電容的電路中，電壓和電流有著相位差，所以電壓和電流的乘積并不是負(fù)載電路實(shí)際吸收的電功率，而是表面上的數(shù)值，叫做視在功率，用字母S表示。通常視在功率的單位用千伏安，用字母kVA表示。 有功功率與視在功率的比值就是功率因數(shù)，用COS表示，它是

4、沒有單位的。 (%),無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),功率因數(shù),有功功率出力在設(shè)備容量中所占的比重。 功率三角形 Q S P 節(jié)電：,電阻絲、加熱、發(fā)光裝置,電動(dòng)機(jī)、變壓器等,電容器、電纜等,電網(wǎng)基 本元件,電阻性質(zhì)的電器,電感性質(zhì)的電器,電容性質(zhì)的電器,無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),2、提高功率因數(shù)的意義： 在一定的有功功率下，當(dāng)用戶的cos比較小，視在功率比較大，為了滿足用電的需要，供電線路和變壓器的容量需要大，這樣，增加了供電投資、降低設(shè)備利用率，也增加線路網(wǎng)損。負(fù)載的功率因數(shù)過(guò)低，供電設(shè)備的容量不能充分利用，在一定的電壓下向負(fù)載輸送一定的有功功率時(shí)，通過(guò)輸電線路的電流增大，導(dǎo)線電阻的能量損耗和導(dǎo)線阻抗會(huì)造成電壓

5、降。所以，功率因數(shù)是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要指標(biāo)。,無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),根據(jù)全國(guó)用電規(guī)定，在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)：高壓用電的工業(yè)用戶和高壓用電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)為0.9以上，其它用戶，100kVA及以上電力用戶和大中型電力排灌站，功率因數(shù)為0.85以上；農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)為0.80以上。凡功率因數(shù)達(dá)不到上述規(guī)定的用戶，供電部門會(huì)在其用戶使用電費(fèi)的基礎(chǔ)上，按一定比例對(duì)其進(jìn)行罰款。所以，需要提高用戶的功率因數(shù)，必須進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。,無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),3、無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑砗头椒?把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷，并聯(lián)接在同一電路；當(dāng)容性負(fù)載釋放能量時(shí)，感性負(fù)荷

6、吸收能量；而當(dāng)感性負(fù)荷釋放能量時(shí)，容性負(fù)荷卻在吸收能量；能量在兩種負(fù)荷之間交換。 這樣，感性負(fù)荷所吸收的無(wú)功功率，可以從容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率中得到補(bǔ)償，這就是無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)幕尽?無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),電力系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是感性的，需要容性無(wú)功來(lái)補(bǔ)償感性無(wú)功。,將電容并入RL電路之后，電路如圖（a）所示。該電路電流方程為 由圖（b）的向量圖可知，并聯(lián)電容后U與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)供電電流的相位滯后于電壓，這種情況稱為欠補(bǔ)償。 若電容C的容量過(guò)大，使得供電電流的相位超前于電壓，這種情況稱為過(guò)補(bǔ)償。其向量圖如（c）所示。通常不希望出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償?shù)那?/p>

7、況，因?yàn)檫@樣會(huì)： （1）引起變壓器二次側(cè)電壓的升高 （2）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 （3）如果供電線路電壓因而升高，還會(huì)增大電容器本身的功率損耗，使溫升增大，影響電容器使用壽命。,無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),功率平衡：,無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),4、無(wú)功補(bǔ)償在系統(tǒng)中的作用： 補(bǔ)償無(wú)功功率，提高功率因數(shù) 增加電網(wǎng)的傳輸能力，提高設(shè)備利用率 降低線路損失和變壓器有功損失 減少設(shè)備容量 改善電壓質(zhì)量,無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),4、無(wú)功補(bǔ)償在系統(tǒng)中的作用： 降低線路損失 改善電壓質(zhì)量,無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),4、無(wú)功補(bǔ)償在系統(tǒng)中的作用： 增加電網(wǎng)的傳輸能力，提高設(shè)備利用率 減少設(shè)備容量：,無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),4、

8、電容器補(bǔ)償容量確定： 額定電壓下： ：一年中最大負(fù)荷月份的平均有功負(fù)荷； ：補(bǔ)償率，可查 非額定電壓下： U-電容器的實(shí)際運(yùn)行電壓 UN_電容器的額定電壓 QN電容器的額定容量,無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),4、電容器補(bǔ)償容量確定： 電容器組為星形接法時(shí): UL裝設(shè)地點(diǎn)的電網(wǎng)線電壓V IC電容器組的線電流A C電容器組每相的電容則: 電容器組為三角形接法時(shí),無(wú)功補(bǔ)償基礎(chǔ)知識(shí),4、并聯(lián)電容器補(bǔ)償方式和原則： 總原則：全面規(guī)劃，合理布局，分級(jí)補(bǔ)償，就地平衡。 補(bǔ)償方式： 集中補(bǔ)償：將電容器組接在變電所（或配電所）的高壓或低壓母線上。這種補(bǔ)償方式的電容器組，利用率較高，但不能減少用戶內(nèi)部配電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功負(fù)荷所引其的損耗。 分組補(bǔ)償（分散補(bǔ)償）：將電容器組分別安裝在各車間配電盤的母線上。這樣配電變壓器及變電所至車間的線路都可以收到補(bǔ)償效果。分組補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M利用率比個(gè)別補(bǔ)償時(shí)高，所需容量也比個(gè)別補(bǔ)償少。 就地補(bǔ)償（個(gè)別補(bǔ)償）：