照明系統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)

1、2007年12月燈與照明第31卷第4期照明系統(tǒng)無功補(bǔ)償技術(shù)王水成（河南天宏魚化集團(tuán)公司，平頂山"rm八摘 要：丈中以電容耳作為照明系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)方案，首$勺盤義，接著著重論迷了補(bǔ)償電容25的選用和計(jì)算方法，并介紹了天冃中的幾種安裝形式及其特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償；電容器；功牟因數(shù)；電光源；照明系統(tǒng)The Lighting System Reactive Power Compensation the TechnologyWang Shuicheng(Henan Tian Hong Coking Corporaiicn Pingdingihan ,467021)Abstract： In

2、 this article,the technology plan which is by the capacitor as the lighting system reactive power compensation > first analysis in electric power system the meaning of raising power factor,then emphasis elaborates the compensation capacitor* s choosing and calculation method9and introduce compens

3、ation capacitor in lighting system the project application several variety installation foims and characteristic.Keywords: Reactive power compensation;Capacitor;Power factor;Electricity light source; Lighting system 57 2007年12月燈與照明第31卷第4期 57 2007年12月燈與照明第31卷第4期收稱日期：2007-16作者簡介:王水成（1955-）,男，教授級離級工程陌，

4、中國設(shè)備工程高級專家，中國管理科學(xué)研究院特聘研究員，主更從事儀器儀 表、自動控制和電代安全技術(shù)工作。0前言隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的逐 步改善，對電力的需求正日益增加。盡管我國的電 力建設(shè)步伐也在不斷地加快，但仍然不能滿足電力 需求的增長。據(jù)有關(guān)部門公布的消息，我國去年的 電力缺口達(dá)2 500萬千瓦。我國照明用電量約占全 國用電總量的12%左右，近幾年來，照明用電年平均 增長率達(dá)16%,該增長率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)電量的年增長 率，使電力矩缺的矛盾進(jìn)一步加劇。對于中國這樣 一個發(fā)展中國家,在能源又十分短缺的情況下，為了 使國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、離速、健康地向前發(fā)展，就必須控 制照明用電量，重視和節(jié)約

5、照明用電勢在必行。本 文將介紹通過在照明系統(tǒng)裝設(shè)電容器以提高供電電 路的功率因數(shù)，從而達(dá)到照明節(jié)能降耗的目的。1提高功率因數(shù)的意義功率因數(shù)被定義為有功功率P與視在功率S的 比值，即CO8* = P/S其物理意義是線路的視在功率S供給有功功率 P的消耗所占百分?jǐn)?shù)。在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，我們 所希望的是功率因數(shù)越大越好，因?yàn)檫@時的視在功 率將大部分用來供給有功功率，以減少無功功率的 消耗。在電力照明系統(tǒng)中，裝設(shè)電容器能夠簡便而 有效地補(bǔ)償功率因數(shù)，提高功率因數(shù)的意義主要在 于提高有功功率。-1.1改善用電裝置的利用率由式CO60= P/S可知，在一定的電壓和電流下， 提禺CO60,具輸出的有刃功華P

6、就越大。因此，改善 功率因數(shù)是充分發(fā)揮用電裝置潛力，提高其利用率 的有效方法。1.2減少電壓損失影響電力線路電壓損失的因素有四個：線路的 有功功率P、無功功率Q、電阻R和電抗x ,如果采用 容抗為x.的電容器來補(bǔ)償,則電壓損失為AU = PR + Q(x-xe)/U故采用補(bǔ)償電容器提高功率因數(shù)后，電壓損失 U減小，改善了電里質(zhì)址。1.3祓小線路損失當(dāng)線路通過電流I時，其有功損耗AP = 3I2Rx IO J =3PIRx lO-VtlfCcoa2*)顯熱，線路的有功損失AP與co種成反比，品 越高，AP就越小。1.4提高電力系統(tǒng)的傳輸能力視在功率S與有功功率P呈下述關(guān)系P=Sc06l顯而易見，

7、在傳送一定有功功率P的條件下， CO60越高，所需的視在功率S就越小。2補(bǔ)償電容器的選用由于電容器無功補(bǔ)償法利用的就是電容簽在交 流電路中的容性無功電流，而產(chǎn)生容性無功電流的 多少只能由電容器的電容址所決定，故必須合理而 準(zhǔn)確地選定補(bǔ)償電容器的電容量。無功補(bǔ)償?shù)哪康?是要提高電力線路的功率因數(shù)，從節(jié)約能源和降低 消耗的懇望岀發(fā)，目際功率因數(shù)(即補(bǔ)償后功率因數(shù) 的期望值)當(dāng)然越髙越好，但由于氣體放電型電光源 在工作時其本身引起的電流畸變以及在電路上并接 電容器后引起的電流畸變因素，將形響和制約著功 率因數(shù)的進(jìn)一步提高，一般情況下，可選目標(biāo)功率因 數(shù)在0.8-0.9之間為宜。照明系統(tǒng)補(bǔ)償前的功率

8、因數(shù),是根據(jù)所選的電光源而確定，通常在它們的技 術(shù)參數(shù)中應(yīng)當(dāng)有專取列岀。關(guān)于補(bǔ)償電容器的耐壓 選擇，為可靠起見，應(yīng)選為電源電壓的2.5 3倍。 電容器的電容it可以通過下式計(jì)算求得?！?誡曲)/(2鈕)式中：C補(bǔ)償電容器的電容量，單位F;P電光源的有功功率，單位W;詹補(bǔ)償之前電壓與電流的相位差，單位為 度；%補(bǔ)償之后電壓與電流的相位差，單位為度；f照明供電電源的工作頻率，單位Hz;U照明供電電源工作電壓，單位V。例:一套由單相工頻市電供電的40 W電感式鎮(zhèn) 流器標(biāo)準(zhǔn)熒光燈,其功率因數(shù)為0.5,欲將功率因數(shù) 提高到 C c士熾 SE 從土處解：rccoaO 5 “-«0.9)/(2X3

9、.14X50X2202) x3.3xl0(F)= 3.3 pF3補(bǔ)償電容器的安裝關(guān)于補(bǔ)償電容器的安裝型式，主要有高壓集中 式、低壓集中式、低壓局部集中式和單燈式等數(shù)種。 3.1高壓集中式補(bǔ)償高壓集中式補(bǔ)償是在變電所內(nèi)進(jìn)行，是把補(bǔ)償 電容器組并接在為照明系統(tǒng)供電的電力變壓器高壓 側(cè)電路上。這種配童方式一般用于大型集中式照明 系統(tǒng)。3.2低壓集中式補(bǔ)償?shù)蛪杭惺窖a(bǔ)償是在變電所或配電室內(nèi)進(jìn)行, 是把補(bǔ)償電容器組并接在為照明系統(tǒng)供電的電力變 壓器低壓側(cè)電路上。該種配置方式也適用于大規(guī)模 的集中式照明系統(tǒng)。3.3低壓局部集中式補(bǔ)償?shù)蛪壕植考惺窖a(bǔ)償系低壓供電線路上照明系 統(tǒng)的局部補(bǔ)償，即對照明系統(tǒng)的各個

10、照明單元實(shí)行 分片、分路地分別進(jìn)行補(bǔ)償，該方案適用于相對獨(dú)立 而且燈的布局又比較集中的場合，如大型辦公室 (廳)、燈光球場、作業(yè)車間等。補(bǔ)償電容器可以安裝 于相應(yīng)照明單元的配電箱里或其他地方。3.4單燈式補(bǔ)償 .單燈式補(bǔ)償即為就地式單燈無功補(bǔ)償方式，它 是把補(bǔ)償電容器直接并接在每盞燈的供電電路上， 在每盞即使是不同類型、不同規(guī)格的燈上也能夠獨(dú) 立而準(zhǔn)確地完成預(yù)期的無功補(bǔ)償目標(biāo)，該方案適合 于任何照明場所。3.5各方秦的技術(shù)特征以上幾種電容器的安裝配置方案中，集中式補(bǔ) 償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是安裝工作簡便，施工工程量較小,運(yùn)行可 靠性較高，其中高壓集中式所需的電容量比低壓式 要小得多（因?yàn)殡娙蒡颗c工作電源電壓

11、的平方成反 比），補(bǔ)償利用率高；高壓集中式的缺點(diǎn)是不能械少 低壓線路上的電壓損耗和電能損耗，只能對電網(wǎng)起 無功補(bǔ)償作用；而低壓集中式和低壓局部集中式均 無法滅少所有燈分支線路上的電壓損耗和電能損 耗。相比之下，單燈弍補(bǔ)償是一種最為優(yōu)越的方案. 它不僅減少了各燈支路上的無功功率，同時也降低 了照明供電系統(tǒng)低壓線路上的電壓損耗和電能損 耗。此外，由于低壓線路工作電流的大幅下降，因此 可以選用較小截面的導(dǎo)線，有關(guān)配電電器的電流參 數(shù)也可適當(dāng)?shù)販p小。4結(jié)束語由于氣體放電型電光源的發(fā)光效率和使用壽命 遠(yuǎn)高于熱輻射型電光溫符合“綠色照明”的方針，節(jié)能降耗效- 飛因數(shù)較低,在使丿E的下降和電能按補(bǔ)償，尤其是

12、單幻E這一問題，使氣1k揮的同時，又可. r對緩解我國的電力供應(yīng)緊張狀態(tài)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及節(jié)儉開支，都具有重要的意義。 57 2007年12月燈與照明第31卷第4期 57 2007年12月燈與照明第31卷第4期（上接第45頁）圖5運(yùn)流電路電源電流、電壓、整潦電壓圖6 頻反tS電源電潦、電壓、整流電壓4結(jié)論從圖中可以看岀，采用逐流和高頻能董反饋能 夠有效的增加二極管的導(dǎo)通角，減少電源電流的崎 變程度，提高線胳的功率因數(shù)，當(dāng)然也存在一點(diǎn)的缺 點(diǎn),就是猿流電壓的波動變大了，波峰系數(shù)變大了。 所以我們今后的任務(wù)款是在利用無源濾波使用元件 少,成本低，適合我國消費(fèi)低的國情下，改進(jìn)技術(shù)，設(shè) 計(jì)岀可靠性高，性能指標(biāo)更優(yōu)良的鎮(zhèn)流器。參考文獻(xiàn)：1 呂曉東楊國仁,