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功率因数的概念及用电企无功抵偿

2017-07-08 19:28分类:电工基础知识 阅读:

 

无功是一种本钱,无功功率决非无喫苦率,仅仅不能直接转化为热、光、机械能。但在电能的出产、变压、运送、分配及电磁能量改换进程中起着首要效果。因为无功功率的效果和影响不像有功功率那样直观,因而用电公司广泛存在偏注重有功,小看无功的景象。

无功和有功相同是沟通电能首要构成有些,形影相随缺一不行,时刻影响着用电公司对电能的有用运用率和用电本钱。无功功率作为电功率的一有些,时刻随同和呵护着用电设备的正常作业,为电力体系供给电压支持,为有功功率的运送保驾护航。

一、功率因数的概念

电力体系中发电厂向用点公司运送电能包含两有些:一有些是用来发光、发热、拖动机械等的功率叫有功功率;另一有些则是用来树立磁场,并为电能运送及确保有功功率改换所必不行少的往复沟通功率叫无功功率。电网供给给用电公司的电能是有功功率和无功功率一同存在的,这种一同存在的功率称之为视在功率,它们之间的联络式为:


上式中角φ""是理性负载接于沟通电路中时,电压与电流之间的相位差角。功率因数亦可称为沟通电路中电压与电流之间相位差角的余弦。电网供电中,若用电公司负载的cosφ很小,则无功功率必将占用一定份额的视在功率,致使电脑运用率下降和电能损耗的添加。当用电公司负载性质发作改动时,也必将构成cosφ和作业电压的改动。为削减用电设备的电压降和功率损耗,用电公司则需生动自觉地施行无功抵偿,从跋涉功率因数。

依据余弦函数可知:不管选用何种办法的无功抵偿办法,正本质便是要减小电压与电流之间的相位差角φ"",使之抵达跋涉功率因数,改进作业电压质量,下降电脑损耗,然后运用电公司下降电力本钱。

二、用电公司的无功功率耗费

用电公司中运用的设备大有些是理性设备,它们作业中都要耗费无功功率,其耗费无功量的多少,首要取决于像异步主张机、配电变压器等这么的理性设备。

如异步电动机耗费的无功功率为励磁和漏磁两有些,可近似核算。对一台100kW异步电动机,其功率因数为0.8,在额外参数下作业,则要耗费75kvar的无功功率。配电变压器耗费的无功功率也分为励磁和漏磁两有些,可近似核算。如一合1000kVA的变压器,Ud=4.5%,Io=5,在额外参数下作业,耗费的无功功率约为95kvar。

用电公司所需的电能通常要通过多级变压和长间隔运送,不光理性用电设备要耗费无功功率,并且供电线路也要耗费一定量的无功功率,其耗费的无功量按Q=3I2X10-3kvar进行计量。用电公司总的无功功率耗费量是各项无功功率耗费量的总和,一同公司耗费的无功功率总和Q总,还与同期公司用电的总有功功率P总有关,其联络式为:


式中tg中为公司各种理性设备功率因数的正切值。此见,当用电企 业总的功率因数小于0.8时,则耗费无功功率将大于有功功率,有必要进行无功抵偿。

三、无功的优化处理和抵偿

电网供电中,无功与电压存在着较强的耦合联络,无功电流改动比有功电流对负载电压的影响大得多,无功功率在耳濡目染地影响着电压质量。为此,用电公司在优化无功处理的一同,还要生动施行无功抵偿,结束无功电源的优化配备,削减无功潮流,跋涉功率因数。

无功电源不像有功功率那样,只能由发电厂供给,而无功功率既可由发电机组供给,也能够由电容器、调相机、接连无功抵偿设备和接连无功发作器等进行无功抵偿。

发电机组作为无功电源可给用电公司供给无功功率,但对需经多级变压的长间隔传送无功功率,若由发电机组供给必将发作不良影响:

①下降发电机有功功率的输出;

②下降输变设备的供电才调;

③构成输电线路电压丢掉增大;

④下降用电设备运喫苦率,严峻时还会发作电压不坚决,给用电安全构成损害。

为此,用电公司耗费的无功功率,不能仅依托大电机运送,除优化无功处理外,还要选用各种办法进行无功抵偿,有利于跋涉用电公司的功率因数。

1.跋涉设备的天然功率因数

天然功率因数系指经人工抵偿前设备所具有的功率因数,即设备本身作业时的功率因数。跋涉天然功率因数,从本质上讲是改进设备作业工况,然后下降设备本身的无功耗费,这是不需添加设备的无功抵偿。其办法有:

①合理选用异步主张机容量,防止“大马拉小车”,使主张机处于最好负载率工况下作业,这可改进功率因数;

②轻载作业异步主张机可将其定子接线由三角形改为星形作业,抵达下降作业电压改进功率因数;

③装设空载自停设备,当异步电动机较利益于空载作业时,该设备能主动堵截电源,以削减无功耗费而改进功率因数。

2.改进设备本身构造参数跋涉功率因数

依据理性设备的阻抗三角形可知:其功率因数表达式为:


式中的电阻R和感抗,可视为理性设备本身的两个参变量,而功率因数cosφ可看出作参变量的函数。从式中可知:cosφ是随R的添加,而变大,随XL的添加而减小。因而对某些理性设备在容许的方案内,通过改动设备本身的构造参数,将其电阻恰当增大,或将感抗XL恰当减小,即可抵达设备本身功率因数改动的效果。

因为,将理性设备本身参数中的感抗恰当减小,或将其电阻恰当增大,在坚持设备阻抗根柢不变的状况下,使其阻抗角即理性设备端电压-5其通过的电流之间的相位差角减小,即可抵达跋涉设备本身功率因数的效果。

3.并联电容器进行无功抵偿

用电公司施行无功抵偿应依据无功就地平衡原则,使公司出产进程中耗费最低无功功率应从设置的无功抵偿电源供给,以坚持作业电压的合格。用电公司施行无功抵偿,应依据用电负荷性质及无功耗费的多少,断定从电收罗致无功量和公司抵偿设备供给无功量之间最好协作份额,结束无功就地平衡,然后跋涉公司对电脑运用率。

用电公司施行无功抵偿的常用办法,便是有理性设备并联电容器。因理性设备流过电流老是滞后电压90°,而电阻流过电流-5电压同相,其构成电流与电压的夹角为 φ""。运用并联电容器进行无功抵偿,便是将电容器与理性设备并联,因为电容器容性电流超前电压90°,则能抵消一有些理性电流,使总电流滞后电压的相位差角减小,这是并联电容器进行无功抵偿能跋涉功率因数的机理。

用电公司施行无功抵偿,可在高压侧,也可在低压侧,可会集进行抵偿,也可松散就地抵偿。通过电容器与理性设备并联进行无功抵偿,这是结束无功就地平衡的好办法,不只削减无功潮流,并且还能下降电压丢掉,以而改进作业电压质量。

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