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

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5.4.2 功率因数的人工补偿在线视频

下一节:5.4.3 变压器的经济运行

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5.4.2 功率因数的人工补偿课程教案、知识点、字幕

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

供配电技术课程列表:

第一章 供配电技术概述

-1.1 电力系统基本概念

--1.1 电力系统基本概念

--1.1.1课程简介

--1.1.2 发电厂简介

--美国艾文帕发电站

--新能源发电弃电率高的问题

--互补型电站的优缺点

--1.1.3 电力系统简介

--1.1 小测试

-1.2 工业企业供电系统简介

--1.2 工业企业典型供电系统

--1.2 工业企业供电系统

--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 电力系统额定电压

--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分析

--1.4.1 中性点不接地系统运行分析

--1.4.2 中性点经消弧线圈接地系统运行分析

--1.4.3 中性点直接接地系统运行分析

--1.4 电力系统中性点运行方式 小测试

--中性点运行方式的确定

-1.5 章节测试

第二章 电力负荷的实用计算(上)

-2.1 电力负荷基本概念

--2.1 电力负荷基本知识

--2.1.1 电力负荷

--2.1.2 负荷曲线和计算负荷

--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)

--2.3 电力负荷的实用计算(一)

--2.3.1 需要系数法

--2.3.2需要系数法例题讲解

--2.3.3 二项式系数法

--2.3.4 二项式系数法例题讲解

--负荷计算方法比较

--2.3 小测试1

第二章 电力负荷的实用计算(下)

-2.3 电力负荷实用计算(二)

--2.3 电力负荷的实用计算(二)

--2.3.5 单相用电设备组计算负荷的确定

--2.3.6 单相用电设备负荷计算例题讲解

--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

--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 工业企业的计算负荷

--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

第三章 工业企业电力线路(上)

-3.1 电力线路基本知识

--3.1 电力线路基本知识

--3.1.1 电力线路的组成及分类

--3.1.2 电力线路的接线方式

--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

--3.2 电力线路的架设

--身边的杆塔

--3.2.1 架空线路的结构

--美国为什么大量使用木质电杆

--架空线路电压等级的确定

--瓷横担

--3.2.2 架空线路的敷设

--3.2.3 电缆线路的结构

--3.2.4 电缆线路的敷设

--3.2 电力线路的结构与敷设 小测试

第三章 工业企业电力线路(下)

-3.3 电力线路的选择

--3.3 电力线路的选择

--3.3.1 导线的选择

--3.3.2 按允许载流量选择导线截面

--3.3.3 按经济电流密度选择导线截面

--3.3.4 线路电压损失计算

--3.3.5 按允许电压损失选择导线截面

--导线截面选择的原则

--3.3 导线的选择 小测试

-3.4 电力线路单元测试

第四章 电力系统潮流计算

-4.1 电力网基础知识

--4.1 电力网基础知识

--4.1.1 电力系统的等值电路

--4.1.2 电力网环节的功率平衡和电压平衡

--4.1 小测验

-4.2 电力网潮流计算

--4.2 电力网潮流计算

--4.2.1 开式输电网的潮流计算

--4.2.2 开式配电网的潮流计算

--4.2.3 环网的初步功率分布

--4.2 电力网潮流计算 小测试

-4.3 单元测试

第五章 电能质量与电能节约(上)

-5.1 电能节约

--5.1 电能节约

--5.1.1 电能节约

--5.1 小测试

-5.2 电压调整

--5.2 电压调整

--5.2.1 电压调整及基本原理

--5.2.2 电压调整的措施

--5.2.3 利用变压器的分接调压

--5.2 小测试

-5.3 电网高次谐波及其抑制

--5.3 电网高次谐波及其抑制技术

--5.3电网高次谐波及其抑制

--5.3 小测试

第五章 电能质量与电能节约(下)

-5.4 功率因数

--5.4 功率因数

--5.4.1 功率因数

--5.4.2 功率因数的人工补偿

--5.4.3 变压器的经济运行

--5.4 小测试

-5.5 单元测试

第六章 电力系统接地

-6.1 低压配电系统的接地方式

--6.1 低压配电系统的接地方式

--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 接地的概念及种类

--6.2.1 接地的基本概念

--6.2.2 接地的种类

--6.2 小测试

-6.3 接地电阻的要求及接地装置的敷设

--6.3 接地电阻的要求及接地装置的敷设

--6.3.1 接地装置接地电阻

--6.3 小测试

-6.4 单元测试

第七章 工业企业电气照明

-7.1 电气照明基础知识

--7.1 电气照明基础知识

--7.1 电气照明基本知识

--7.1 小测试

-7.2 工业企业常用电光源及灯具

--7.2 工业企业常用电光源及灯具

--7.2.1 工业企业常用光源

--7.2.2 工业企业常用的灯具

--7.2.3 工业企业常用的灯具布置

--7.2 小测试

-7.3 电气照明的照度计算

--7.3 电气照明的照度计算

--7.3.1 电气照明的照度计算

--7.3.2 照度计算例题讲解

--7.3 小测试

-7.4 工业企业照明供电系统

--7.4 工业企业照明供电系统

--7.4.1 工业企业照明供电系统

--7.4.2 工业企业照明供电系统图纸的识读

--7.4 小测试

-7.5 单元测试

5.4.2 功率因数的人工补偿笔记与讨论

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