低壓電網(wǎng)中的無功補(bǔ)償技術(shù)

低壓電網(wǎng)中的無功補(bǔ)償技術(shù)一、低壓電網(wǎng)功率因數(shù)低的主要因素功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因?yàn)榻涣饔秒娫O(shè)備在其工作過程中，除消耗有功功率外，還需要無功功率。異步電動(dòng)機(jī)和電力變壓器是耗用無功功率的主要設(shè)備。異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙是決定異步電動(dòng)機(jī)需要較多無功的主要因素。供電電壓超出規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大影響。當(dāng)供電電壓高于額定值的10%時(shí),由于磁路飽和的影響，無功功率將增長(zhǎng)得很快。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)供電電壓為額定值的110%時(shí)，一般電網(wǎng)的無功將增加35%左右。電網(wǎng)頻率的波動(dòng)也會(huì)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)和變壓器的磁化無功功率造成一定的影響。二、低壓電網(wǎng)中無功補(bǔ)償?shù)囊饬x低壓電網(wǎng)中進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)囊饬x表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：1、提高供電設(shè)備的利用率在供電設(shè)備的容量（視在功率）S一定的情況下，因P=Scos,顯然cos越高，有功功率P越大，設(shè)備的容量越能得到充分利用。例如，某一供電系統(tǒng)的供電容量S=1000KV?A,當(dāng)cos=0.5時(shí)，輸出的有功功率P=500KW如果cos=0.9時(shí),則輸出的功率P可達(dá)900KW?？梢姡蛪弘娋W(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償提高功率因數(shù)，可使供電設(shè)備得到充分的利用。2、減少了供電設(shè)備和輸電線路的功率損耗，達(dá)到降損節(jié)能的效果由P=UIcos可得I=P/Ucos。在負(fù)載消耗的有功功率P和電壓U一定時(shí)，功率因數(shù)cos越高,供電線路電流I越小，使供電設(shè)備和輸電線路的功率損耗減小，也減小了供電設(shè)備和線路的發(fā)熱。三、低壓電網(wǎng)中無功補(bǔ)償提高功率因數(shù)的一般方法進(jìn)行無功補(bǔ)償提高功率因數(shù)而又不改變負(fù)載兩端的工作電壓，通常的方法是：1、提高用電設(shè)備本身的功率因數(shù)。提高用電設(shè)備的功率因數(shù)，主要是合理選用異步電動(dòng)機(jī)和電力變壓器的容量,即不要用大容量的電動(dòng)機(jī)帶小功率負(fù)載,因?yàn)樗鼈冚p載或空載時(shí)，功率因數(shù)低，滿載時(shí)功率因數(shù)高，所以選用變壓器和電動(dòng)機(jī)的容量不宜過大,應(yīng)盡量減少空載或長(zhǎng)期處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。2、并聯(lián)補(bǔ)償法。常采用在電感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容器的方法來提高電路的功率因數(shù)。要提高功率因數(shù)，就要盡可能增大cos值,也就是要減小電路的功率因數(shù)角。在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器，就可以減小整個(gè)電路功率因數(shù)角（阻抗角），達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。當(dāng)感性負(fù)載的有功功率P、電源電壓U、電源頻率f及感性負(fù)載兩端并聯(lián)電容器前、后的功率因數(shù)cosl和cos2已知時(shí)，則并聯(lián)電容器的大小可由下式求出：四、低壓電網(wǎng)中進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)囊恍┚唧w做法1、 隨機(jī)補(bǔ)償隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器組與電動(dòng)機(jī)并接，通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)，同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)的無功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無功為主，此種方式可較好地限制用電單位無功負(fù)荷。隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn):用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無功補(bǔ)償投入,用電設(shè)備停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出,而且不需頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量。投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等。2、 隨器補(bǔ)償隨器補(bǔ)償是將低壓電容器通過低壓保險(xiǎn)接在配電變壓器二次側(cè),以補(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。配變?cè)谳p載或空載時(shí)的無功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵(lì)磁無功，配變空載無功是用電單位無功負(fù)荷的主要部分，對(duì)于輕負(fù)載的配變而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導(dǎo)致電費(fèi)單價(jià)的增加。隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn):接線簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便、能有效地補(bǔ)償配變空載無功，限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷，使該部分無功就地平衡,從而提高配變利用率,降低無功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前補(bǔ)償無功最有效的手段之一。3、跟蹤補(bǔ)償跟蹤補(bǔ)償是以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶0.4KV母線上的補(bǔ)償方式。適用于100KVA以上的專用配變用戶，可以替代隨機(jī)、隨器兩種補(bǔ)償方式,補(bǔ)償效果好。跟蹤補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn):運(yùn)行方式靈活，運(yùn)行維護(hù)工作量小，比前兩種補(bǔ)償方式壽命相對(duì)延長(zhǎng)、運(yùn)行更可靠。但缺點(diǎn)是控制保護(hù)裝置復(fù)雜、首期投資相對(duì)較大。但當(dāng)這三種補(bǔ)償方式的經(jīng)濟(jì)性接近時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補(bǔ)償方式。五、無功功率補(bǔ)償容量的選擇方法無功補(bǔ)償容量以提高功率因數(shù)為主要目的時(shí)，補(bǔ)償容量的選擇分兩大類，即單負(fù)荷就地補(bǔ)償容量的選擇（主要指電動(dòng)機(jī)）和多負(fù)荷補(bǔ)償容量的選擇（指集中和局部分組補(bǔ)償）。1、單負(fù)荷就地補(bǔ)償容量的選擇的幾種方法美國(guó)資料推薦:QC=(1/3)Pe[額定容量的1/3]日本方法:從電氣計(jì)算日文雜志中查到：1/4一1/2容量計(jì)算考慮負(fù)載率及極對(duì)數(shù)等因素，按式⑤選取的補(bǔ)償容量，在任何負(fù)載情況下都不會(huì)出現(xiàn)過補(bǔ)償,而且功率因數(shù)可以補(bǔ)償?shù)?.90以上，特別適用于lo/le比值較高的電動(dòng)機(jī)和負(fù)載率較低的電動(dòng)機(jī)。但是對(duì)于lo/le較低的電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下，其補(bǔ)償效果較差。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法:由于電機(jī)極數(shù)不同，按極數(shù)大小確定經(jīng)驗(yàn)系數(shù)選擇容量，比較接近實(shí)際需要的電容器，采用這種方法一般在70%負(fù)荷時(shí)，補(bǔ)后功率因數(shù)在0.95-0.97之間。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)表電機(jī)類型一般電機(jī)起重電機(jī)冶金電機(jī)極數(shù)246810810補(bǔ)償容量(kvar/kw)0.20.2-0.250.25-0.30.35-0.40.50.60.75電機(jī)容量大時(shí)選下限，小時(shí)選上限;電壓高時(shí)選下限，小時(shí)選上限實(shí)際測(cè)試比較準(zhǔn)確方法此法適用于任何一般感性負(fù)荷需要精確補(bǔ)償?shù)木偷匮a(bǔ)償容量的計(jì)算。如果測(cè)試比較麻煩，可以按下式Lo一空載電流=2le(1-COSe)瑞典電氣公司推薦公式按電動(dòng)機(jī)額定數(shù)據(jù)計(jì)算：Q=k(1-cos2e)3UeleX10-3(kvar)K為電動(dòng)機(jī)極數(shù)有關(guān)的一個(gè)系數(shù)極數(shù):246810K值:0.70.80.850.92、多負(fù)荷補(bǔ)償容量的選擇多負(fù)荷補(bǔ)償容量的選擇是根據(jù)補(bǔ)償前后的功率因數(shù)來確定。①對(duì)已生產(chǎn)企業(yè)欲提高功率因數(shù)，其補(bǔ)償容量Qc按下式選擇:式中:Km為最大負(fù)荷月時(shí)有功功率消耗量,由有功電能表讀得;Kj為補(bǔ)償容量計(jì)算系數(shù)，可取0.8-0.9;Tm為企業(yè)的月工作小時(shí)數(shù);tg1、tg2意義同前,tg1由有功和無功電能表讀數(shù)求得。②對(duì)處于設(shè)計(jì)階段的企業(yè),無功補(bǔ)償容量Qc=KnPn(tg1-tg2)式中Kn為年平均有功負(fù)荷系數(shù),一般取0.7-0.75;Pn為企業(yè)有功功率之和；tg1、tg2意義同前。多負(fù)荷的集中補(bǔ)償電容器安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、利用率較高。但電氣設(shè)備不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí),會(huì)造成過補(bǔ)償,使運(yùn)行電壓抬高,電壓質(zhì)量變壞。因此這種方法選擇的容量,對(duì)