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工廠供配電系統的無功補償

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工廠供配電系統的無功補償

發布日期:2018-05-15 作者: 點擊:

電能是工業生產的主要能源和動力,工廠供配電系統合理運行對國家工業的發展、國民經濟的壯大有著重要意義。本文著重對工廠無功補償方式及常規無功補償裝置進行介紹,得出提高工廠功率因數的一些有效方法。  電力無功補償 電力工程安裝 電氣設備試驗


一、前言工廠中含有大量的感應電動機、變壓器等感性設備工作時不僅要從電網中吸收有功功率用于做功,而且還要吸收無功功率建立磁場,這不僅會使工廠配電變壓器和輸電線路產生額外的附加電能損耗,降低自然功率因數,而且無功功率是影響電壓質量的主要因素。因此,加強對感性設備的運行管理,提高功率因數,進行無功補償是必要的。 


二、無功補償概述 


無功功率與功率因數電網輸出的功率分為有功功率和無功功率。有功功率是用電設備把電能轉變為其他形式的能并利用這些能對外作功;無功功率是指交流電路中存在的感性或容性設備為保證自身正常工作需建立交變磁場或電場而需要的電功率,它不對外做功。  電力無功補償 電力工程安裝 電氣設備試驗


功率因數是有功功率P與視在功率S的比值,而視在功率S與有功功率P和無功功率Q的關系為S=。 


無功補償原理在交流電路同一電壓作用下,電感電流和電容電流方向相反,相位角相差180°,也就是說感性無功功率與容性無功功率可以互補。由于工廠電力負荷如電動機、變壓器等大部分屬于感性負荷,若在供配電系統中并聯安裝電容器等無功補償設后,可以向感性設備提供一定的無功功率,減少感性設備對電網的無功功率的需求,這就是無功補償。 


無功補償的目的及意義無功補償的主要目的就是提升供配電系統的功率因數,提高功率因數對工廠有如下益處: 


1、減少工廠電費支出供電公司發出來的電是以視在功率來計算,但卻根據用戶消耗的有功功率來收費。若工廠從公共電網中吸收過多的無功功率,即功率因數過低,會造成供電公司成本加大。因此供電公司每月向用戶計收電費時,若工廠平均功率因數低于規定標準時,要增加一定比例的電費。  電力無功補償 電力工程安裝 電氣設備試驗


2、改善電壓質量系統的電壓損失會隨無功功率需求的增加而增加,通過進行無功補償后,提高功率因數,可改善系統的電壓質量,使負載電壓更穩定。 


3、降低選擇變壓器的額定容量變壓器的額定容量是由其二次側的視在功率決定,對變壓器二次側進行無功補償后視在功率降低,因此可以選擇較小額定容量的變壓器,節省投資。 


4、減少電能損失線路的功率損耗和功率因數的平方成反比。例如,當功率因數由0.6提高到0.9時,線路上的功率損耗可降低55.56%。且無功補償后,流過變壓器繞組中的電流減小,故變壓器的損耗也相應減少。 


三、無功補償方式及其比較按照無功補償裝置的的安裝地點,無功補償分為集中補償和分散就地補償。 


 集中補償集中補償分為高壓集中補償和低壓集中補償。 


1、高壓集中補償:是將補償裝置安裝在工廠變配電所的高壓母線上。這種補償方式只能補償高壓母線以前所有線路上的無功功率,無法降低選擇變壓器的額定容量及電能損耗。其優點是初投資較少,便于集中維護,能對工廠高壓側的無功功率進行補償,提高工廠總的功率因數。這種補償方式在一些大中型工廠中比較常見。 


2、低壓集中補償:是將低壓無功補償設備集中安裝在工廠變電所的低壓母線上。這種補償方式能補償變電所低壓母線之前所有設備及線路的無功功率,便于維護,能降低選擇變壓器的額定容量及電能損耗。此方式在工廠中相當普遍。 


 分散就地補償分散補償裝置是將補償裝置安裝在需要進行無功補償的個別容量較大且負荷較平穩的用電設備旁邊。補償裝置一般與用電設備同事投入運行和斷開。該補償方式能夠補償安裝部位以前所有的高低壓線路及變壓器的無功功率,能最恰當地降低系統的損耗和維持系統的電壓水平,因此補償效果最好。但是這種補償方式投資較大,補償設備利用率較低。 


綜上所述,每種補償方式各有優點,在工廠企業中,多采用集中補償和分散就地補償相混合的方式。 


四、無功補償裝置的選擇 


常規補償裝置的選擇目前工廠企業中常用的無功補償裝置是由電容器組、電容器支路保護、投切開關和自動補償控制器等組成的電容器分組自動投切無功補償裝置。為了使各組電容器和開關的運行平衡化,應避免個別電容器組頻繁開合而造成該電容器組過早損壞,各電容器組之間宜采用輪換循環投切使用的原則,即先投入先切除。 


串聯電抗器由于現在工廠中多有波動性、沖擊性負荷,這些設備運行時會產生大量諧波,引起電網電壓波動、閃變及三相不平衡,影響用電設備的安全運行。雖然電容器本身具備一定的抗諧波能力,但同時也有放大諧波的副作用。諧波含量過大時,會對電容器的壽命產生影響,甚至造成電容器的過早損壞,由于電容器對諧波的放大作用,將使系統的諧波干擾更嚴重;因而在有較大諧波干擾時,需要補償無功功率的地點考慮增加濾波裝置。 


在電容器回路中串聯電抗器是解決此問題的有效方法,除此之外,串聯電抗器還可限制電容器的合閘涌流,降低電容器在投入瞬間產生的涌流對電網和開關器件的沖擊。 

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關鍵詞:電力無功補償,電力工程安裝,電氣設備試驗

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