[精品]浅谈电网中无功功率影响及补偿

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1、浅谈电网中无功功率影响及补偿陈志刚工业生产屮，许多用电设备是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。在交流电路中，由电源供给负载的电功率冇两种；一种是冇功功率，一种是无功功率。但无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转了转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，

2、交流接触器不会吸合。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的”无功“并不是“无用”的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需耍有功电源外，还需耍无功电源，两者缺一不可。在功率三角形中，冇功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数coscp，其计算公式为：CO9VSA+Q2巧(JI在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希槊的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送

3、的功率。1影响功率因数的主要因素(1)大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗ilfT60%〜70%；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60%〜70%。异步电动机转了与定了间的气隙是决定异步电动机需耍较多无功的主耍因素,而异步屯动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。(

4、1)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%〜15%,它的空载无功功率约为满载吋的1/3。电力变圧器的无功功率消耗，是由于变圧器的变圧过程是由电磁感应来完成的，是由无功功率建立和维持磁场进行能量转换的。没有无功功率，变压器就无法变压和输送电能。变压器消耗无功的主耍成分是它的空载无功功率，捉高变压器的功率因数就必须降低变压器的无功损耗。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。(2)供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。当供电电压高于额定值的10%时，由于

5、磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一•般无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率I大I数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使屯力系统的供屯屯压尽可能保持稳定。在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同吋还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就耍下降，从而影响

6、用电设备的止常运行。另，无功功率也会对供、用电产生一定的不良影响，主耍表现在：(1)降低发电机有功功率的输出。(2)降低输、变电设备的供电能力。(3)造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。(4)造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。而从发屯机和输屯线路供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在屯网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。2无功补偿的一般方法无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补

7、偿。下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。(1)低压个别补偿：低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用丁补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。其缺点是这

8、种补偿方式总的设备投资较大，且电容器在用电设备停止工作时，它也一并被切除，所以利用率不高。(2)低压集中补偿：低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变