当前课程知识点:供配电技术 > 第五章 电能质量与电能节约(下) > 5.4 功率因数 > 5.4.2 功率因数的人工补偿
同学
你好
今天学习的内容是功率因数的人工
补偿
通常采用两种方法来提高
功率因数
通过提高自然功率因数
人工补偿
提高功率因数
提高自然功率因数
是设法降低用电设备本身所需要的无功
从而改善功率因数
主要是从合理的选择和使用电气
设备
改善其运行方式
提高检修质量等方面入手
不需要增加额外的补偿设备
这是提高自然功率因数
积极有效的方法
当采用提高用电设备自然功率
因数的方法之后
功率因数仍然达不到要求时
需要装设专门的人工补偿装置
利用人工补偿装置
不仅增加了设备的投资
而且要增加维护和管理的工作
接下来看一下无功补偿的种类
我们采用的无功补偿装置的种类主要
包括同步发电机
同步电动机
异步电动机的同步化
电力电容器和动态无功补偿装置
其中电力电容器无功补偿是
最常见的补偿方式
接下来介绍一下利用电力电容器
进行无功补偿
我们从电力电容器的容量
数量 接线方式
和补偿方式四个方面来进行
首先
电力电容器又称为移相电容器
静电电容器
具有价格便宜
功率小
安装及运行维护方便
故障范围小等优点
因此在工业企业供电系统中
广泛使用电力电容器来补偿无功功率
它的缺点是只能进行有级调节
不能随着企业
感性无功功率的变化而
进行无级调节
首先我们来看第一个问题
电力电容器补偿容量的问题
如图是一个系统
功率因数补偿的问题
其中
φ1表示系统
补偿前的功率因数角
φ2表示补偿后的功率因数角
通过功率三角形
可以得到
补偿前的无功是这么大
而补偿后的无功变为这么大
所以可以得到补偿容量Qc
Qc可以用这个表达式来
表达
等于Pav
乘上tanφ1减去tanφ2
也等于
αP30tanφ1减tanφ2
其中α是指平均有功负荷的系数
对于已有的企业
还可以采用如下这个式子
Qc等于αWa比上Tmax乘上tanφ1
减tanφ2
第二个问题我们来看一看
电力电容器数量的问题
电力电容器数量n等于
补偿容量Qc比上qc
其中qc是指单位电容器的
额定容量
补偿的数量n是一个整数或者
是3的整数倍
如果所对应的qc
是三相
的电容器
n就取整数
如果qc是单相的
n就取3的整数倍
第三个问题我们来看一下
电力电容器的接线问题
电力电容器的接线主要分两种
形式
三角形接线
星形接线
在三相供电系统中
单相电容器的额定电压与电网电压相同时
一般采用三角形接线
这样可以获得较大的补偿效果
电力电容器的补偿容量Qc
等于
U2 乘上C
如果接成三角形接线的话
U就变成了线电压
如果采用星形接线
应该带上相电压
线电压和相电压之间正好差了
一个根三倍
所以利用三角形接线
补偿效果更佳
当电力电容器采用三角形接线时
应该尽可能地接在高压侧
只有当电容器的额定电压低于电网额定
电压时
才把电容器接成星形
通常来说
对于低压的电力电容器
多数是三相的
并且内部已经接成三角形
采用三角形接线时
当移相电容器发生短路故障时
就会形成两相的短路
短路电流非常大
有可能引起电容器的爆炸
使事故扩大
接下来看一下电力电容器的
补偿方式
也就是电力电容器的安装位置
补偿方式有三种
分别是高压集中补偿
低压成组补偿和低压分散补偿
我们通过图来看一看
这三种补偿方式
首先来看高压集中补偿
高压集中补偿
补偿区域为电力电容器安装的位置
之前的部分
之后的部分是非补偿区
同样的可以知道低压成组补偿
补偿区是这个范围
前面的部分是补偿区
后边的部分是非补偿区
第三种低压分散补偿
补偿区是前面这一部分
是它的补偿区
而后边这一部分是未补偿区
通过这三种补偿方式
的补偿区和未补偿区
我们会发现
高压集中补偿
补偿范围是最小的
而低压分散补偿 补偿范围是最大的
接下来详细的介绍一下这三种
补偿方式
首先来看一下高压集中补偿
如图所示就是一个高压集中补偿的
示意图
高压集中补偿是将高压电容器组集中
装设在企业的变配电所的
6kV~10kV母线上
这种补偿方式只能补偿6kV~10kV母线前
所有线路的无功功率
母线后的企业内部的线路是没有得到
无功补偿的
这种补偿方式
经济效果是较差的
但是这种补偿方式对电力系统
是有补偿的
为了防止电容器击穿的时候引起相间短路
在每台电容器上单独串联一个高压
熔断器
如图所示
另外由于电容器从电网切除时
会有残余电压
残余电压的值最高时可以
达到电网电压的峰值
对人身是有危险的
所以规程中规定
电容器必须装设放电设备
从而使电容器组从电网切除之后
电容器组两端的残余电压不大于50V
以确保人身安全
在高压集中补偿中
电力电容器的放电回路是
电压互感器的一次线圈
对于高压电容器
放电时最长要经过五分钟
对于低压电容器来说
最长的一分钟
对于高压电容器组的放电
通常利用电压互感器的一次绕组
从而确保可靠的放电
要注意的一点是 在电容器组的
放电回路里面
不能装设熔断器或者开关设备
接下来看第二种补偿方式
低压成组补偿
低压成组补偿是将低压电容器组装设在
车间变电所的低压母线上
这种补偿方式能够补偿车间变电所
低压母线前
车间变电所主变压器和企业内
高压配电线路和电力系统的无功功率
因此其补偿范围要比高压集中补偿要大
而比低压分散补偿要小
这种电容器组也是结成了
三角形
接线
这种电容器组一般利用
220V 15W~25W的白炽灯泡
的灯丝进行放电
也就是 它采用的放电回路
是白炽灯
灯泡的灯丝
同时白炽灯还可以
作为电容器运行的指示灯
为了延长灯泡的寿命
一般选择将两个灯泡串联后接成星形
或者三角形
这种补偿的低压电容器柜安装在变电所
的低压配电室里
这样运行维护起来比较方便
因此这种补偿方式在中小型企业中
广泛采用
接下来看第三种补偿方式
叫做低压分散补偿
低压分散补偿又称为单独补偿
它是将补偿电容器组分散装设在需要进行
无功功率补偿的用电设备附近
例如这个电动机
需要无功补偿
可以把电容器组装在
电动机的附近
这种补偿方式能够补偿安装部位前面
所有的高低压线路和变电所主变压器的无
功功率
因此补偿范围最大
补偿效果最好
这种补偿方式
的放电回路
利用的是电动机的线圈
而它的保护回路与电动机共用一个
断路器
用断路器进行保护
这种补偿方式
总的设备投资比较大
并且不便于维护
并且设备的利用率比较低
所以这种补偿方式多用于负荷比较分散
和补偿容量较小的一些小型企业中
接下来看一下三种补偿方式的
比较
对于大中型企业来说
多采用高压集中补偿和低压分散补偿
相结合的方式
这样就可以取长补短
提高补偿装置的经济效果
对于用电负荷比较分散以及补偿容量
较小的企业
一般采用低压分散补偿
这张表格给出了三种补偿方式的
比较
其中C1表示高压集中补偿
C2是低压成组补偿 C3是低压分散补偿
通过表格会发现
高压集中补偿的补偿范围是最小的
同时投资也最少
运行维护也比较方便
运用于一些大中型企业中
低压分散补偿
补偿范围最大
同时投资也是最大的
并且运行维护起来不够方便
所以只用在一些小型企业
低压成组补偿
不管是补偿范围 投资还是维护
都比较比较理想
所以是一些中小型企业中用的
最多的
关于无功补偿就讲到这里
谢谢
-1.1 电力系统基本概念
--美国艾文帕发电站
--1.1 小测试
-1.2 工业企业供电系统简介
--1.2 工业企业供配电系统简介 小测试
-1.3 电力系统额定电压
--1.3 额定电压 小测试
-1.4 电力系统中性点运行方式
--1.4 电力系统中性点运行方式 小测试
-1.5 章节测试
-2.1 电力负荷基本概念
--2.1
-2.2 设备容量
--2.2 设备容量
--2.2 设备容量
--2.2 设备容量 小测试
-2.3 电力负荷实用计算(一)
--负荷计算方法比较
--2.3 小测试1
-2.3 电力负荷实用计算(二)
--2.3 小测试2
-2.4 供电系统的功率损耗和电能损耗
--2.4 供电系统的功率损耗和电能损耗 小测试
-2.5 工业企业负荷计算
--2.5 工业企业负荷计算 小测试
-2.6 单元测试
-3.1 电力线路基本知识
--3.1 电力线路的接线形式小测试
--3.1 小测试
-3.2 电力线路的架设
--身边的杆塔
--瓷横担
--3.2 电力线路的结构与敷设 小测试
-3.3 电力线路的选择
--3.3 导线的选择 小测试
-3.4 电力线路单元测试
-4.1 电力网基础知识
--4.1 小测验
-4.2 电力网潮流计算
--4.2 电力网潮流计算 小测试
-4.3 单元测试
-5.1 电能节约
--5.1 电能节约
--5.1 小测试
-5.2 电压调整
--5.2 电压调整
--5.2 小测试
-5.3 电网高次谐波及其抑制
--5.3 小测试
-5.4 功率因数
--5.4 功率因数
--5.4 小测试
-5.5 单元测试
-6.1 低压配电系统的接地方式
--6.1 小测试
-6.2 接地的概念及种类
--6.2 小测试
-6.3 接地电阻的要求及接地装置的敷设
--6.3 小测试
-6.4 单元测试
-7.1 电气照明基础知识
--7.1 小测试
-7.2 工业企业常用电光源及灯具
--7.2 小测试
-7.3 电气照明的照度计算
--7.3 小测试
-7.4 工业企业照明供电系统
--7.4 小测试
-7.5 单元测试

