《无功补偿技术讲稿》ppt课件

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1、电力系统的无功补偿技术谢运祥华南理工大学电力学院1功率因数的概念有功功率、无功功率与功率因数电源输电线M电力用户降压变压器PG+jQG有功功率（kW）：用于做功和发热损耗的那部分电能。例如：转换成机械能、热能、光能等；方向：电源至负载。一个周期的平均功率大于零。无功功率（kVar）：用于电路内电场与磁场交换的那部分电能。方向：上半周期从电源至负载，下半周期从负载至电源。一个周期的平均功率等于零。交流发电机输出的功率(视在功率：容量)（kVA）电能形成（电源）电能转换（负载）升压变压器ΔP+jΔQPL+jQL2功率因数的概念Sj功率因数：有功功率出力在设备容量中所占的比重。cosj=P/S0

2、≤cosj≤1.0功率三角形S2＝P2＋Q2jScosQjSsinPP→S或cosj→1.0节电：Q→0Q＝SsinjP＝Scosj3自然功率因数25%50%75%负荷空载满载0.15以下0.670.730.750.76配电变压器0.2以下0.5-0.550.7-0.750.8-0.850.85-0.9感应电动机0.35-0.600.55-0.650.5-0.85电焊设备锻压设备工业电热0.55-0.650.65-0.750.5-0.8金属加工铸钢铸铁家用电器0.5-0.750.70-0.800.3-0.7提升、皮带水泵风机照明电器负荷自然功率因数：无功补偿前负荷的功率因数cosj=P/S

3、典型负荷功率因数表：40.900.910.920.930.940.95-1.0实际功率因数00.150.300.450.600.75月电费减收%0.650.700.740.780.800.840.88实际功率因数15108.06.05.03.01.0月电费增收%功率因数与电费调整以0.9为标准值的功率因数调整电费表（功率因数自0.64以下每降低0.01电费增加2%）总电费=（高峰电度电费+平段电度电费+低谷电度电费+基本电费）×（１±功率因数奖惩率）+城市建设附加费5无功补偿原理P+jQPL+jQL系统-jQCICZl=Rl+jXlZLV2Zc无功补偿原理图：负载IL功率平衡：P+jQ=P

4、L+jQL–jQC=PL+j(QL–QC)P=PLIQ=QL–QCQcosj=costg-1(——)当QL=QC时：PV1P=PLQ=0{cosj=1.06无功补偿原理功率损耗：电压损耗：当Q=0时，ΔP=ΔPmin当Q=0时，ΔV=ΔVmin7传统无功补偿装置存在的主要问题机械型无功补偿装置：★采用交流接触器或空气开关投切电容器。★结构简单、价格便宜。★不能选择投切时刻、不能动态投切、产生过电流和过电压、影响供电质量、损坏电气设备、降低产品质量。电力电子型无功补偿装置：★电压过零或固定时刻触发晶闸管投切电容器。★速度比传统装置快、不产生电弧。★补偿装置价格较高、需要充放电回路、不能动态投

5、切、不能避免过电流和过电压、晶闸管易损坏、供电质量下降。8传统无功补偿装置存在的主要问题存在安全性不高、实时性不强、使用寿命短、补偿效果差等问题――安全性不高传统的无功补偿装置在投、切电容器的过程中产生暂态过电压和过电流，一般情况下：最大过电压可达3.0倍额定电压最大过电流可达20.0倍额定电流。这种过电压和过电流将冲击电网，破坏电压质量，损坏网上电气设备的绝缘性能、缩短使用寿命，甚至导致继电保护和自动装置误动，电容器组爆炸等事故，危害配电网的安全运行。――实时性不强为了减少对电容器的损坏，电容器组必须待放电基本完毕后再投入（大约3分钟），因而不能实时动态投切电容器。9传统无功补偿装置存在

6、的主要问题――使用寿命短电容器损坏的主要原因是过电压和谐波过电流，而过电压危害最大。据资料介绍，电容器长期在过电压1.1倍下运行，其使用寿命缩短五分之三。连续运行的自动投切电容器装置的电容器一般使用1年左右就开始损坏。――补偿效果差由于投、切电容器产生过电压和过电流，所以无功补偿装置的实际使用效果不好，运行单位有的要么不投电容器，要么不切，不是过补就是欠补；有的电容器损坏了，也不及时更换。10VC系统(含源L,C,R网络)Vs零过渡动态无功补偿的原理原理图：iCK(t=0)Vs系统理想电压源;Zs系统等效内阻;当t>=0时：VC=VC’(VS(wt))+VC”(VS(w0,b,t),VS(

7、0),VC(0)w=2pf；f=50Hz，b：衰减系数w0=2pf0，谐振频率,与Zs,C有关.w0>wVC’

8、t®¥=Vc：稳态分量（周期函数）VC”

9、t®¥：暂态分量(非周期衰减函数)零过渡过程投切的基本原理：VC”（0）®011零过渡动态无功补偿的特点与国内外传统的无功补偿技术相比，该系列装置具有以下五个方面的技术创新：安全性：零过渡过程投切电容器组，避免电容器投切产生过电压和过电流，使无功补偿装置的使用寿命提高3