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工廠供配電無功補(bǔ)償?shù)囊饬x

人氣:1995次發(fā)表時(shí)間:2018-10-11


一、無功功率功率因素介紹

1、無功功率是由電路中電場與磁場的交換從而在電氣設(shè)備中建立和維持磁場而產(chǎn)生的電功率。它不對(duì)外作功,只是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量。但凡有電磁線圈的電氣設(shè)備需要建立磁場,無功功率的消耗就必不可少。從電源處獲取無功功率建立電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁場,與此同時(shí)變壓器也需要無功功率,這樣才能使變壓器的一次、二次線圈中產(chǎn)生磁場或感應(yīng)出電壓。所以,在沒有無功功率的情況下,電動(dòng)機(jī)將不能轉(zhuǎn)動(dòng),變壓器同樣不會(huì)變壓,交流接觸器也就不會(huì)吸合。通常情況下,用電設(shè)備不僅要從電源吸收有功功率,于此同時(shí)還要從電源吸收無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率得不到供應(yīng),用電設(shè)備建立正常的電磁場就得不到足夠的無功功率,所以,就不能維持這些用電設(shè)備在正常情況下的工作,用電設(shè)備的端電壓就一定會(huì)下降,因此會(huì)影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。無功交換損失的感性無功功率得到容性無功功率的補(bǔ)償變得有效平衡。無功功率因何而來?顯然,發(fā)電機(jī)提供的無功功率相對(duì)負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)對(duì)無功功率的大量需求來說會(huì)供不應(yīng)求,只是依靠發(fā)電機(jī)來提供無功功率的話也是非常不經(jīng)濟(jì)的。無功功率最關(guān)鍵的來源是利用各種無功補(bǔ)償設(shè)備從而在電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)來進(jìn)行無功補(bǔ)償。所以,無功補(bǔ)償是電力系統(tǒng)的非常重要的組成部分,它是保證電能質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)化的比較基礎(chǔ)的手段。

2、電感性負(fù)載的電壓和電流的相量間存在著一個(gè)相位差,一般用相位角的余弦來表示,稱之為功率因數(shù)。功率因數(shù)是用來體現(xiàn)用戶用電設(shè)備合理使用狀況、電能利用狀況的一項(xiàng)重要指標(biāo)。功率因數(shù)有自然功率因數(shù)、瞬時(shí)功率因數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)三種。其中自然功率因數(shù)指的是用電設(shè)備在沒有安裝無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)而出現(xiàn)的功率因數(shù),換句話來說的就是用電設(shè)備本身所擁有的功率因數(shù)。自然功率因數(shù)的高低是用電設(shè)備的負(fù)荷性質(zhì)的關(guān)鍵,電阻性負(fù)荷如白熾燈、電阻爐等的功率因數(shù)較高,而電感性負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)等的功率因數(shù)比較低。瞬時(shí)功率因數(shù)指的是在某一瞬間由功率因數(shù)表顯示的功率因數(shù)。瞬時(shí)功率因數(shù)是伴著用電設(shè)備的種類、負(fù)荷的大小和電壓的高低從而時(shí)刻變化的。加權(quán)平均功率因數(shù)指的是在一定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)取得的平均值。

二、無功功率補(bǔ)償的方式

在電力系統(tǒng)中,無功功率的補(bǔ)償方法有很多,其中包括采用同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)和SVC等。在許大多數(shù)工程的供電系統(tǒng)中,因?yàn)樽韪行载?fù)載居多,總等效的負(fù)載都成感性,通常采用的是并聯(lián)電容器組來補(bǔ)償無功功率和提高功率因數(shù)。在用自備的發(fā)電機(jī)組供電時(shí),都會(huì)配有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)壓裝置來對(duì)無功和電壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。

依照安裝位置的不同,并聯(lián)電容器有以下三種補(bǔ)償方式:一是將電容器組集中安裝在母線上集中補(bǔ)償,用來提高整個(gè)變電所的功率因素,降低饋出線路的無功損耗;二是將電容器組分別裝在功率因素比較小的區(qū)域母線上進(jìn)行分區(qū)補(bǔ)償,這樣的補(bǔ)償效果更佳,而缺點(diǎn)是補(bǔ)償范圍比集中補(bǔ)償范圍要小;三是在負(fù)載設(shè)備附近安裝電容器組,就近進(jìn)行無功補(bǔ)償,對(duì)于感性設(shè)備如異步電動(dòng)機(jī)和以熒光燈為主的照明電路等,這種方式的優(yōu)點(diǎn)是既能夠使供電回路的功率因素得到提高,也能改善用電設(shè)備本身的電壓質(zhì)量,而缺點(diǎn)是電容器布置比較分散,維護(hù)工作量較大,國產(chǎn)自愈式電容器技術(shù)與生產(chǎn)水平的提高,給就地補(bǔ)償方式的推廣創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。

三、提高功率因素的計(jì)算

功率因數(shù)指的是電力網(wǎng)中線路的視在有功功率供給的消耗所占百分?jǐn)?shù)。在電力網(wǎng)的運(yùn)行中,我們所希望看到的是功率因數(shù)越大越好,如果能夠做到這一點(diǎn),那么電路中的視在功率將會(huì)把大部分用來供給有功功率,用來減少無功功率的消耗。用戶功率因數(shù)的多少對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)、供、用電設(shè)備的充分利用有著重要的影響。適當(dāng)?shù)奶岣哂脩舻墓β室驍?shù),不僅能夠充分地發(fā)揮發(fā)電和供電設(shè)備的生產(chǎn)能力、降低線路損失、電壓質(zhì)量得到改善,還可以提高用電用戶對(duì)用電設(shè)備的工作效率和為用戶本身來節(jié)約電能。

在感性負(fù)載上用并聯(lián)電容器來提高功率因數(shù)。感性負(fù)載電路中的電流比電壓小,并聯(lián)電容器后將會(huì)產(chǎn)生超前電壓900的電容支路電流,這會(huì)抵減落后于電壓的電流,讓電路的總電流得到減小,因此減小阻抗角,從而提高功率因數(shù)。用串聯(lián)電容器的方法也可提高電路的功率因數(shù),但串聯(lián)電容器使電路的總阻抗減小,總電流增大,從而加重電源的負(fù)擔(dān),因而不采用串聯(lián)電容器的方法來提高功率因數(shù)。

四、功率因素提高的實(shí)際應(yīng)用

提高功率因數(shù)是在不添置任何補(bǔ)償設(shè)備的情況下,通過降低各用電設(shè)備所需的無功功率來減少負(fù)載取用無功從而達(dá)到提高工礦企業(yè)功率因數(shù)的目的,它既不需要增加投資,同時(shí)也能最經(jīng)濟(jì)的提高功率因數(shù)。下面我將會(huì)對(duì)提高功率因數(shù)的一般措施作進(jìn)行一些簡要的介紹。

1、合理使用電動(dòng)機(jī)

合理的使用電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、規(guī)格和容量,讓它接近滿載運(yùn)行。在選擇電動(dòng)機(jī)的時(shí)候,不僅要注意它們的機(jī)械性能,還要考慮它們的電器指標(biāo)。如果電動(dòng)機(jī)長時(shí)間處于低負(fù)載下運(yùn)行,這樣既能夠增大功率的損耗,也將會(huì)使功率因數(shù)和效率都顯著的惡化。所以從節(jié)約電能和提高功率因數(shù)的情況出發(fā)的話,一定要正確地合理地選擇電動(dòng)機(jī)的容量。

2、提高異步電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量

從實(shí)驗(yàn)可以得出,異步電動(dòng)機(jī)定子繞和轉(zhuǎn)子間的氣隙變動(dòng)將會(huì)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)無功功率的大小有重大的影響。

3、采用同步電動(dòng)機(jī)或異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行同步運(yùn)行來提高功率因數(shù)

通過電機(jī)原理,電動(dòng)機(jī)上所攜帶的機(jī)械負(fù)荷的大小決定了同步電動(dòng)機(jī)消耗的有功功率多少,但是無功取決于轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流大小。而在欠激狀態(tài)時(shí),定子繞組不能從電網(wǎng)“吸取”,在過激狀態(tài)情況下,定子繞組不能向電網(wǎng)“送出”。所以,只需要調(diào)節(jié)電機(jī)的勵(lì)磁電流,讓其處于過激狀態(tài),就會(huì)使同步電機(jī)向電網(wǎng)“送出”無功功率,來減少電網(wǎng)傳給工礦企業(yè)的無功功率,從而使工礦企業(yè)的功率因數(shù)得到提高。異步電動(dòng)機(jī)同步化是將異步電動(dòng)機(jī)三相轉(zhuǎn)子繞組恰當(dāng)?shù)剡B接并且連通直流勵(lì)磁電流,讓其呈現(xiàn)同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。所以只要調(diào)節(jié)電機(jī)的直流勵(lì)磁電流,讓其呈現(xiàn)過激狀態(tài),這樣才能使電網(wǎng)輸出無功,以此來達(dá)到提高低壓網(wǎng)功率因數(shù)的目標(biāo)。

4、合理選擇配變?nèi)萘?,改善配變的運(yùn)行方式

對(duì)于負(fù)載率比較低的配變來說,通常采取“撤、換、并、?!钡确椒?,讓它的負(fù)載率提高到最佳值,隨即改善電網(wǎng)的自然功率因數(shù)。

結(jié)束語

實(shí)際情況中工廠供配電系統(tǒng)需要消耗大量無功功率,來進(jìn)行無功補(bǔ)償,功率因素的提高一方面能夠?yàn)楣S企業(yè)本身節(jié)省成本,提高經(jīng)濟(jì)效益,另一方面也能夠?qū)S外電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供比較可靠的保障。

電力行業(yè)事故


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