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时间:2018-11-22
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1、无功就地补偿技术
2、第1电网中的电力负荷如电动机、变压器等,大部分属于感性负荷,在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后,可以提供感性电抗所消耗的无功功率,减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率,由于减少了无功功率在电网中的流动,因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗,这就是无功补偿。无功补偿可以提高功率因数,是一项投资少,收效快的降损节能措施。电网中常用的无功补偿方式包括:①集中补偿:在高低压配电线路中安装并联电容器组;②分组补偿:在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装
3、并联补偿电容器;③单台电动机就地补偿:在单台电动机处安装并联电容器等。加装无功补偿设备,不仅可使功率消耗减小,功率因数提高,还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。确定无功补偿容量时,应注意以下两点:①在轻负荷时要避免过补偿,倒送无功造成功率损耗增加,也是不经济的。②功率因数越高,每千乏补偿容量减少损耗的作用将变小,通常情况下,将功率因数提高到0.95就是合理补偿。无功补偿具有显著优点:◎改善电能质量电网中无功补偿设备的合理配置,与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。负荷(P+JQ)电压损失ΔU简化计算如下:ΔU=
4、(PR+QX)/U(1)式中 U-线路额定电压,kV P-输送的有功功率,kW Q-输送的无功功率,kvar R-线路电阻,Ω X-线路电抗,Ω安装补偿设备容量Qc后,线路电压降为ΔU1,计算如下:ΔU1=[PR+(Q-Qc)X]/U(2)很明显,ΔU1<ΔU,即安装补偿电容后电压损失减小了。由式(1)、(2)可得出接入无功补偿容量Qc后电压升高计算如下:ΔU-ΔU1=QcX/U(3)由于越靠近线路末端,线路的电抗X越大,因此从(3)式可以看出,越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。◎降低电能损耗安装无功补偿主要是为了降
5、损节能,如输送的有功P为定值,加装无功补偿设备后功率因数由cosφ提高到cosφ1,因为P=UIcosφ,负荷电流I与cosφ成反比,又由于P=I2R,线路的有功损失与电流I的平方成正比。当cosφ升高,负荷电流I降低,即电流I降低,线路有功损耗就成倍降低。反之当负荷的功率因数从1降低到cosφ时,电网元件中功率损耗将增加的百分数为ΔPL%,计算如下:ΔPL%=(1/cos2φ-1)·100%(4)功率因数降低与功率损耗增加的百分数之间的关系如表1。1功率因数从1降低到左列数值0.950.90.850.80.750.70.65电网元件中有
6、功损耗增加百分数△PL%1123385678104136功率因数提高对降低有功功率损耗的影响见表2。表2功率因数由右列数值提高到0.950.60.650.70.750.80.850.9可变有功功率损耗降低的百分数60534638292010◎挖掘发供电设备潜力(1) 在设备容量不变的条件下,由于提高了功率因数可以少送无功功率,因此可以多送有功功率。可多送的有功功率ΔP计算如下:ΔP=P1-P=S(cosφ1-cosφ)(5)(2) 如需要的有功不变,则由于需要的无功减少,因此所需要的配变容量也相应地减少ΔS计算如下:ΔS=S-S1=P(1
7、/cosφ-1/cosφ1)(6)可以减少供电设备容量占原容量的百分比为ΔS/S计算如下:ΔS/S=(cosφ1-cosφ)/cosφ1=(1-cosφ/cosφ1)(7)(3) 安装无功补偿设备,可使发电机多发有功功率。系统采取无功补偿后,使无功负荷降低,发电机就可少发无功,多发有功,充分达到铭牌出力。◎减少用户电费支出(1) 可以避免因功率因数低于规定值而受罚。(2) 可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗,因而相应可以减少电费的支出。就三种补偿方式而言,无功就地补偿克服了集中补偿和分组补偿的缺点,是一种较为完善的补偿
8、方式:(1)因电容器与电动机直接并联,同时投入或停用,可使无功不倒流,保证用户功率因数始终处于滞后状态,既有利于用户,也有利于电网。(2)有利于降低电动机起动电流,减少接触器的火花,提高控制电器工作的可靠性,延长电动机与控制设备的使用寿命。无功就地补偿容量可以根据以下经验公式确定:Q≤UI0式中:Q——无功补偿容量(kvar)U——电动机的额定电压(V) I0——电动机空载电流(A)但是无功就地补偿也有其缺点:(1)不能全面取代高压集中补偿和低压分组补偿:众所周知,无功补偿按其安装位置和接线方法可分为:高压集中补偿、低压分组补偿和低压就地
9、补偿。其中就地补偿区域最大,效果也好。但它总的电容器安装容量比其它两种方式要大,电容器利用率也低。高压集中补偿和低压分组补偿的电容器容量相对较小,利用率也高,且能补偿变压器自身的无功损耗。为此
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