改善电网功率因数的意义和方法.pdf

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1、总第125期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．03．030改善电网功率因数的意义和方法王智勇(潞安职业技术学院，山西长治046204)摘要：从提高电网功率因数的意义出发，简要分析了如何改善电网功率因数，介绍了无功补偿量的计算方法及几种常用的无功补偿装置。关键词：自然功率因数；人工补偿；补偿量；无功补偿装置中图分类号：TM714文献标识码：B文章编号i1005—2798(2010)03—0066—02在电力系统中功率因数的提高对于电网的经济2提高功率因数的方法运行具有

2、十分重要的意义。所谓功率因数，就是在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值通提高功率因数的方法可分为提高自然功率因数常用costa来表示，其中可以是系统阻抗角或导纳和采用人工补尝两种方法：2．1提高自然功率因数法角。其计算公式为：这种方法不需要任何补偿设备投资，仅采取一cos~p=P／S=尸／~／P+Q=尺／lZI=G／IYI些管理上或技术上的手段来减少用电设备所消耗的电网无功Q通常都是感性无功，即用于感性负无功功率，是一种最经济的方法。通常采取下列几荷励磁的那部分功率，提高电网功率因数本质上就

3、种措施：是利用补偿装置输出感性无功以降低电源外供感性1)恰当选择电动机容量，减少电动机无功消无功量。耗，防止“大马拉小车”。2)对平均负荷小于其额定容量40％左右的1提高电网功率因数的意义轻载电动机，可将线圈改为星形接法(或自动转主要表现在以下几个方面：换)。1)提高电源的利用率，在电源视在功率不变3)避免电机或设备空载运行。的情况下，由公式P=Scos~o可知cosq~越高则电源4)采用同步电动机：同步电动机消耗的有功带有功负荷的能力就越高，对发电机而言提高cosq9功率取决于电动机上所带机械负荷

4、的大小，而无功就可以使发电机能多发有功功率，对变压器而言在功率取决于转子中的励磁电流大小，在欠励状态时，定子绕组向电网“吸取”无功(呈感性)，在过励状态容量不变的前提下可以带更多的有功负荷。时，定子绕组向电网“输出”无功(呈容性)，这样就2)减少线路电压损失和电能损耗，降低导线可以通过控制励磁电流的大小，来改善电网功率因直径节约有色金属，减小断路器额定开断容量，节省数。因此，对于恒速长期运行的大型机械设备可以投资。无功补偿的原理通常是安照有功功率不变的采用同步电动机作为动力，还可以将异步电动机同原则

5、。通过补偿容性无功电流，利用同一电压作用化运行(也就是将异步电动机三相转子绕组适当连下，感性无功电流与容性无功电流反相的特点来减接并通人直流励磁电流，使其呈同步电动机运行)。小线路无功电流，最终使线路总电流得以下降。故5)合理选择配变容量，改善配变的运行方而可以达到上述效果。式：对负载率比较低的配变，一般采取“撤、换、并、3)可以降低生产成本，减少企业的电费开停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电支。由于供电部门为了促进电力用户提高自身功率网的自然功率因数。因数通常采取提高电价的方法，cos

6、q~越低电价就越6)调整生产班次，均衡用电负荷，提高用电高，这样就迫使企业通过增加设备投入和采取适当负荷率。技术措施来提高cosq~。7)改善配电线路布局，避免曲折迂回等。收稿日期：2009—11．12作者简介：王智勇(1974一)，男，山西代县人，助理讲师，从事电气专业教学工作。王智勇：改善电网功率因数的意义和方法第19卷第3期2．2人工补偿法3提高功率因数的无功补偿量及补偿装置2．2．1补偿原理实际中可在电网中并联电容器或同步调相机来3．1补偿量的确定原则产生容性无功功率，利用感性无功和容性无功

7、反相从前面的分析可以看出，提高功率因数具有非的特点，来减少电源设备的感性无功输出，只要已知常重要的意义，但是实际上并非功率因数越高越好，补偿前的功率因数cosq~并确定补偿后的目标功率最好补偿到0．90～0．95并且应维持在欠补偿状态因数为cos，在已知最大负荷月的平均有功负荷P(功率因数滞后)。这是因为，首先，cosq~=0．95时(kW)的情况下：需要补偿的容性无功功率为：若继续增加就需要投入大容量的容性设备，而取得厂————一厂———一的补偿效果却很小，降低了补偿装置的性价比；其Q。=P[／(

8、—}一1)一／—}一1)]COSJCOs2次，若使cos(,p=1左右(全补偿)，或者运行中某时刻n达到1极易使电网发生谐振过电压，严重威胁电网需并联的电容器容量为：C=可安全，甚至可能造成电网电压崩溃；第三，如果实行2．2．2人工补偿方法的分类过补偿cos~p<1(即功率因数超前)对于电网变压器人工无功补偿就其补偿方式来说分为高压补偿来说会产生一定的助磁作用，可能使变压器输出电和低压补偿。高压补偿通常是在变电所高压侧进压升高，甚至危及设备的绝缘安全，而且运行中当部行