無(wú)功補償應用

無(wú)功補償應用的詳細資料：

安科瑞 王蒙蒙

摘  要：介紹無(wú)功補償的意義，無(wú)功補償的原理、概念及相關(guān)知識，結合某廠(chǎng)實(shí)際情況淺析無(wú)功補償在高、低壓配電系統中的重要性及應用。

 

關(guān)鍵詞：低壓無(wú)功補償；并聯(lián)電容器；功率因數

 

1 無(wú)功功率的產(chǎn)生及定義

    交流電路中，由于感性或容性負載的存在，建立電感的磁場(chǎng)或電容的電場(chǎng)都需要電源多提供一部分不做機械工的功率，稱(chēng)為無(wú)功功率。無(wú)功功率把電能裝換成另一種形式的能量，其不直接消耗電能，這也是各種電氣設備能夠做功的必要條件，并且使這種能量在電網(wǎng)中進(jìn)行周期性的轉換。電流在電容原件中做功時(shí)，電流是超前電壓90º的，在同一電路工作中，電感產(chǎn)生電流與電容產(chǎn)生電流的方向是相反的，并且相差180º。

 

2 無(wú)功補償的意義

   一般大型企業(yè)采用大量用電設備，包括電感電動(dòng)機、變壓器等。供電系統中既包括有功功率，又包括無(wú)功功率，使發(fā)電設備和輸電設備不能充分發(fā)揮作用，并增加輸電線(xiàn)路的功率損耗和電壓損失，故提高用戶(hù)的功率因數有如下益處。①提高電力系統的供電能力；②減少網(wǎng)絡(luò )中的電壓損失，提高供電質(zhì)量；③降低網(wǎng)絡(luò )中的功率損耗。

 

3 無(wú)功補償的方法

    為了提高功率因數，要盡可能的減少電力系統中各個(gè)設備所消耗的無(wú)功功率。特別是減少負荷，減少設備從電網(wǎng)中取用的無(wú)功功率，使電網(wǎng)在輸送有功功率時(shí)，少輸送或不輸送無(wú)功功率。

 

3.1 選擇正確電氣設備

    ①選擇間隔小，電阻小的電氣設備。如選用電動(dòng)機時(shí)，應盡量選擇鼠籠式電動(dòng)機等。

    ②選用設備時(shí)，盡量避免輕載運行。如選用電動(dòng)機、變壓器時(shí)，應盡量選擇容量合適的型號。

 

3.2 合理運行電氣設備

    ①電動(dòng)機、變壓器杜絕輕載運行。針對負荷小于40%額定功率的電動(dòng)機，在滿(mǎn)足其啟動(dòng)條件和穩定工作等硬性條件下，可以更換小容量的電機，或者將電動(dòng)機接線(xiàn)采用星型接法。針對平均負荷小于30%的變壓器，可以更換成小容量的變壓器，或者調整參數負荷。

    ②嚴格按照調度制度，合理安排生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間，控制設備空載運行。

    ③提高設備的維護保養和檢修質(zhì)量，確保電動(dòng)機的實(shí)際運作情況，符合電磁特性負荷標準。

 

3.3 人工補償提高功率因數

    人工補償提高功率因數的做法是采用供應無(wú)功功率的設備來(lái)就地補償用電設備所需要的無(wú)功功率，以減少線(xiàn)路中的無(wú)功輸送。

 

3.4 并聯(lián)電力電容器組提高功率因數

3.4.1 電容并聯(lián)補償的工作原理

    在內的大型企業(yè)中，大部分是電感性和電阻性的負載。因此總的電流Ì將滯后電壓一個(gè)角度Φ。如果裝設電容器，并與負載并聯(lián)，則電容器的電流Ìc將抵消一部分電感電流Ìl,從而使無(wú)功電流Ìl 減小到Ìl'，總的電流Ì減少到Ì'，功率因數則由cosΦ提高到cosΦ'，如果電容器容量選擇得當，可使Φ減少到0而cosΦ提高到1，這就是并聯(lián)補償的工作原理。

3.4.2無(wú)功補償區

    在供電系統中為提高功率因數，通常采用將電力電容器組并聯(lián)或者運用其他無(wú)功補償裝置。這樣就需要考慮電力電容器組裝設的地點(diǎn)，不同的裝設地點(diǎn)，得到的無(wú)功補償區及其取得的補償效益是不同的。對于用戶(hù)供電系統，電力電容器組的設置有高壓集中補償、低壓成組補償和就地補償三種方式。

    ①高壓集中補償方式。點(diǎn)：采用高壓集中補償的初期，投資要求較低。6~10KV母線(xiàn)上產(chǎn)生的無(wú)功功率其曲線(xiàn)變化比較平穩，便于運行管理和調節，而且利用率高，可提高企業(yè)供電系統的變壓器的負荷能力。 缺點(diǎn)：高壓集中補償方式對環(huán)境要求高，需要設有專(zhuān)門(mén)的電容器室，并且通風(fēng)好，室內溫度適宜，并要求有可靠的放電設備。但是其經(jīng)濟效果較差，因為只能補償6~10KV電源方向上產(chǎn)生的無(wú)功功率和所有向該母線(xiàn)供電的線(xiàn)路上的無(wú)功功率，而對于負荷方向的電網(wǎng)并沒(méi)有無(wú)功補償效果。高壓集中補償雖然對本企業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟效益較差，但從整體上完善了地區電網(wǎng)，提高了區域大電網(wǎng)的功率因數，所以至今仍是城市及大中型工礦企業(yè)采用的主要無(wú)功補償方式。

    ②低壓成組補償方式。點(diǎn)：補償區域大于高壓集中補償區域，使用用戶(hù)能夠獲得較大的經(jīng)濟效益。而且投資小，通常安裝在低壓配電室，平時(shí)運行維護和管理方便安全。

    ③分散就地補償方式。點(diǎn)：這種方式是將電容組分別裝設在各組用電設備上，或安裝在單獨的大容器電動(dòng)機處。與用電設備要同時(shí)啟用，同時(shí)運行，但不能共用一套控制系統。

 

4 某廠(chǎng)現有的無(wú)功補償措施及建議

 

4.1 某廠(chǎng)現在采用的是高壓集中補償和低壓組成組補償

    從效果來(lái)看，高壓集中補償采用了高壓無(wú)功自動(dòng)補償裝置，可根據控制器對系統無(wú)功的采樣，自動(dòng)分組投切電容器組，使月平均功率因數穩定在0.95以上，無(wú)功自動(dòng)投切成套裝置每套容量為2200kVar,每組容量分別為450kVar、750kVar、1000kVar，可實(shí)現459、750、1000、1200、1450、1750、2000kVar，七級投切?？蓪?shí)實(shí)時(shí)顯示系統電壓、電流、功率因數等數據?？稍诤笈_控制計算機顯示電容器投切及切除情況，引入控制信號于接點(diǎn)電容器進(jìn)行投切控制。在外部故障或停電時(shí)自動(dòng)退出，送點(diǎn)后自動(dòng)恢復運行。

    低壓成組補償采用安科瑞ANSVC低壓無(wú)功功率補償裝置，適用于頻率50Hz電壓0.4kV電網(wǎng)的無(wú)功功率自動(dòng)補償，它集無(wú)功補償、電網(wǎng)監測于一體，不但可以通過(guò)投切電容器組來(lái)補償電網(wǎng)中的無(wú)功損耗，提高功率因數，降低線(xiàn)損，從而提高電網(wǎng)的負載能力和供電質(zhì)量，同時(shí)還能夠實(shí)時(shí)監測電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數等電量參數。

 

 

功能特點(diǎn)

    組成要素：柜體、無(wú)功補償控制器、復合開(kāi)關(guān)、電抗器、浪涌保護器、電容器組等。具有快速的響應速度，可連續無(wú)級調節、無(wú)涌流、拉弧，無(wú)機械開(kāi)關(guān)使用壽命的限制。

應用領(lǐng)域

    電力、汽車(chē)、冶金、鐵道、石油、港口、輕工、機械制造、化工、造紙、紡織、煤炭、造船、通訊、建材、機場(chǎng)、大型場(chǎng)館、高層建筑等場(chǎng)所配電系統。

 

4.2建議某廠(chǎng)的一些單臺高壓電機加設就地補償裝置

4.2.1原因

    由于變電所的高壓集中補償，只補償6000母排至電網(wǎng)段，而電機至母排段并未得到補償，由于高壓機電的電纜距離比較長(cháng)，這樣在電纜上的損耗就比較大，而且增加了線(xiàn)路上的壓降，使電機兩端的電壓降低。對于感應電動(dòng)機，其轉矩與電壓的平方成正比，當電壓降低10%，轉矩則降低到81%，使電動(dòng)機難以帶負荷啟動(dòng)，而且影響電機的使用壽命。

4.2.2 就地補償裝置解決方案

    安科瑞AZC系列智能電容器由智能測控單元、晶閘管復合開(kāi)關(guān)電路、線(xiàn)路保護單元、兩臺共補或一臺分補低壓電力電容器構成，替代常規由熔絲、復合開(kāi)關(guān)或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內和柜面由導線(xiàn)連接而組成的自動(dòng)無(wú)功補償裝置，改變了傳統無(wú)功補償裝置體積龐大和笨重的結構模式，具有更好的補償效果。

 

 

    AZCL系列智能集成式諧波抑制電力電容補償裝置是以低壓電力電容器、高性能電抗器、高可靠投切開(kāi)關(guān)、控制系統為主體，采用微電子軟硬件技術(shù)、微型傳感器技術(shù)、微型網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和電器制造技術(shù)等新技術(shù)成果，將其智能化，實(shí)現低壓無(wú)功補償功能，能夠可靠工作。主要應用于諧波十分嚴重場(chǎng)合的無(wú)功補償，能夠可靠運行，不會(huì )產(chǎn)生諧振，在一定程度上有吸收消除諧波的功能，其中串接7%電抗器的產(chǎn)品使用于主要諧波為5次、7次及以上的電氣環(huán)境，串接14%電抗器的產(chǎn)品使用于主要諧波為3次及以上的電氣環(huán)境。

 

 

功能特點(diǎn)

    過(guò)零投切，分相補償，溫度保護，缺相保護，過(guò)壓、欠壓保護；

    諧波功能，智能網(wǎng)絡(luò )控制，高可靠性；

    積木結構，接線(xiàn)簡(jiǎn)單，擴容方便，維護方便，*。

產(chǎn)品相關(guān)關(guān)鍵字： 無(wú)功補償應用

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