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时间:2018-10-21
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1、关于低压电网中无功补偿 低压电网如何有效保持良好的工作状态,降低电能损失,与电网稳定工作、设备安全运行、工安全生产及人民生活用电都有直接影响。分析无功补偿的作用和主要措施。 无功补偿是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低电能的损耗,改善电网电压质量。 从电网无功功率消耗的基本状况可以看出,各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率,尤其是以低压配电网所占比重较大。为了较大限度的减少无功功率的传输损耗,提高输配电设备的效率,无功补偿设备的配置,应按照“分级补偿,就地平衡”的原则,合理布局。 一、低
2、压配电网无功补偿的方法 随机补偿:随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接,通过控制、保护装置与电机,同时投切。 随器补偿:随器补偿是指将低压电容器通过低压接在配电变压器二次侧,以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。 跟踪补偿:跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置,将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户,可以替代随机、随器两种补偿方式,补偿效果好。 二、无功功率补偿容量的选择方法 无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时,补偿容量的选择分两大类讨论,即单负荷就地补
3、偿容量的选择(主要指电动机)和多负荷补偿容量的选择(指集中和局部分组补偿)。 (一)单负荷就地补偿容量的选择的几种方法 1.美国:Qc=(1/3)Pe 2.日本:Qc=(1/4~1/2)Pe 3.瑞典:Qc≤&raDIC;3UeIo×10-3(kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSφe) 若电动机带额定负载运行,即负载率β=1,则:Qo根据电机学知识可知,对于Io/Ie较低的电动机(少极、大功率电动机),在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高,即两者相差较大,在考虑导线较长,无功当量较高的大
4、功率电动机以较高的负载率运行方式下,此式来选取是合理的。 4.按电动机额定数据计算: Q=k(1-cos2φe)3UeIe×10-3(kvar) K为与电动机极数有关的一个系数 极数:246810 K值:0.70.750.80.850.9 考虑负载率及极对数等因素,按式(4)选取的补偿容量,在任何负载情况下都不会出现过补偿,而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用,特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下,其补偿效果较差。
5、 (二)多负荷补偿容量的选择 多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。 1.对已生产企业欲提高功率因数,其补偿容量Qc按下式选择: Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm 式中:Km为较大负荷月时有功功率消耗量,由有功电能表读得;Kj为补偿容量计算系数,可取0.8~0.9;Tm为企业的月工作小时数;tgφ1、tgφ2是指负载阻抗角的正切,tgφ1=Q1/P,tgφ2=Q2/P;tgφ(UI)可由有功和无功电能表读数求得。 2.对处于设计阶段的企业,无功补偿容量Qc按下式选择: Qc=KnPn(tg
6、φ1-tgφ2) 式中Kn为年平均有功负荷系数,一般取0.7~0.75;Pn为企业有功功率之和;tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值,也可用加权平均功率因数求得cosφ1。 多负荷的集中补偿电容器安装简单,运行可靠、利用率较高。 三、无功补偿的效益 在现代用电企业中,在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于系统中,以致电网传输功率除有功功率外,还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70~0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%~90%,如果把功率因数提高到0.95左右,则无
7、功消耗只占有功消耗的30%左右。减少了电网无功功率的输入,会给用电企业带来效益。 (一)节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接效益是明显的,因为国家电价制度中,从合理利用有限电能出发,对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值,低于规定的数值,需要多收电费,高于规定数值,可相应地减少电费。使用无功补偿不但减少初次费用,而且减少了运行后的基本电费。 (二)降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变,P=IUCOSφ,由于COSφ提高,补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便,可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I
8、2COSφ2。即I1/I2=COSφ2/COSφ1,这样线损P减少的百分数为: ΔP%=(1-I2/I1)×100%
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