低壓電網(wǎng)中的無功補償技術(shù)

低壓電網(wǎng)中的無功補償技術(shù)一、低壓電網(wǎng)功率因數(shù)低的主要因素功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因為交流用電設(shè)備在其工作過程中，除消耗有功功率外，還需要無功功率。異步電動機和電力變壓器是耗用無功功率的主要設(shè)備。異步電動機的定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙是決定異步電動機需要較多無功的主要因素。供電電壓超出規(guī)定范圍也會對功率因數(shù)造成很大影響。當(dāng)供電電壓高于額定值的10%時,由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，當(dāng)供電電壓為額定值的110%時，一般電網(wǎng)的無功將增加35%左右。電網(wǎng)頻率的波動也會對異步電動機和變壓器的磁化無功功率造成一定的影響。二、低壓電網(wǎng)中無功補償?shù)囊饬x低壓電網(wǎng)中進行無功補償?shù)囊饬x表現(xiàn)在以下兩個方面：1、提高供電設(shè)備的利用率在供電設(shè)備的容量（視在功率）S一定的情況下，因P=Scos,顯然cos越高，有功功率P越大，設(shè)備的容量越能得到充分利用。例如，某一供電系統(tǒng)的供電容量S=1000KV?A,當(dāng)cos=0.5時，輸出的有功功率P=500KW如果cos=0.9時,則輸出的功率P可達900KW?？梢?，低壓電網(wǎng)進行無功補償提高功率因數(shù)，可使供電設(shè)備得到充分的利用。2、減少了供電設(shè)備和輸電線路的功率損耗，達到降損節(jié)能的效果由P=UIcos可得I=P/Ucos。在負載消耗的有功功率P和電壓U一定時，功率因數(shù)cos越高,供電線路電流I越小，使供電設(shè)備和輸電線路的功率損耗減小，也減小了供電設(shè)備和線路的發(fā)熱。三、低壓電網(wǎng)中無功補償提高功率因數(shù)的一般方法進行無功補償提高功率因數(shù)而又不改變負載兩端的工作電壓，通常的方法是：1、提高用電設(shè)備本身的功率因數(shù)。提高用電設(shè)備的功率因數(shù)，主要是合理選用異步電動機和電力變壓器的容量,即不要用大容量的電動機帶小功率負載,因為它們輕載或空載時，功率因數(shù)低，滿載時功率因數(shù)高，所以選用變壓器和電動機的容量不宜過大,應(yīng)盡量減少空載或長期處于低負載運行狀態(tài)。2、并聯(lián)補償法。常采用在電感性負載兩端并聯(lián)電容器的方法來提高電路的功率因數(shù)。要提高功率因數(shù)，就要盡可能增大cos值,也就是要減小電路的功率因數(shù)角。在感性負載上并聯(lián)電容器，就可以減小整個電路功率因數(shù)角（阻抗角），達到提高功率因數(shù)的目的。當(dāng)感性負載的有功功率P、電源電壓U、電源頻率f及感性負載兩端并聯(lián)電容器前、后的功率因數(shù)cosl和cos2已知時，則并聯(lián)電容器的大小可由下式求出：四、低壓電網(wǎng)中進行無功補償?shù)囊恍┚唧w做法1、 隨機補償隨機補償就是將低壓電容器組與電動機并接，通過控制、保護裝置與電機，同時投切。隨機補償適用于補償電動機的無功消耗，以補勵磁無功為主，此種方式可較好地限制用電單位無功負荷。隨機補償?shù)膬?yōu)點:用電設(shè)備運行時，無功補償投入,用電設(shè)備停運時，補償設(shè)備也退出,而且不需頻繁調(diào)整補償容量。投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護簡單、事故率低等。2、 隨器補償隨器補償是將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側(cè),以補償配電變壓器空載無功的補償方式。配變在輕載或空載時的無功負荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配變空載無功是用電單位無功負荷的主要部分，對于輕負載的配變而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導(dǎo)致電費單價的增加。隨器補償?shù)膬?yōu)點:接線簡單、維護管理方便、能有效地補償配變空載無功，限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷，使該部分無功就地平衡,從而提高配變利用率,降低無功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟性，是目前補償無功最有效的手段之一。3、跟蹤補償跟蹤補償是以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，將低壓電容器組補償在大用戶0.4KV母線上的補償方式。適用于100KVA以上的專用配變用戶，可以替代隨機、隨器兩種補償方式,補償效果好。跟蹤補償?shù)膬?yōu)點:運行方式靈活，運行維護工作量小，比前兩種補償方式壽命相對延長、運行更可靠。但缺點是控制保護裝置復(fù)雜、首期投資相對較大。但當(dāng)這三種補償方式的經(jīng)濟性接近時,應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補償方式。五、無功功率補償容量的選擇方法無功補償容量以提高功率因數(shù)為主要目的時，補償容量的選擇分兩大類，即單負荷就地補償容量的選擇（主要指電動機）和多負荷補償容量的選擇（指集中和局部分組補償）。1、單負荷就地補償容量的選擇的幾種方法美國資料推薦:QC=(1/3)Pe[額定容量的1/3]日本方法:從電氣計算日文雜志中查到：1/4一1/2容量計算考慮負載率及極對數(shù)等因素，按式⑤選取的補償容量，在任何負載情況下都不會出現(xiàn)過補償,而且功率因數(shù)可以補償?shù)?.90以上，特別適用于lo/le比值較高的電動機和負載率較低的電動機。但是對于lo/le較低的電動機額定負載運行狀態(tài)下，其補償效果較差。經(jīng)驗系數(shù)法:由于電機極數(shù)不同，按極數(shù)大小確定經(jīng)驗系數(shù)選擇容量，比較接近實際需要的電容器，采用這種方法一般在70%負荷時，補后功率因數(shù)在0.95-0.97之間。經(jīng)驗系數(shù)表電機類型一般電機起重電機冶金電機極數(shù)246810810補償容量(kvar/kw)0.20.2-0.250.25-0.30.35-0.40.50.60.75電機容量大時選下限，小時選上限;電壓高時選下限，小時選上限實際測試比較準(zhǔn)確方法此法適用于任何一般感性負荷需要精確補償?shù)木偷匮a償容量的計算。如果測試比較麻煩，可以按下式Lo一空載電流=2le(1-COSe)瑞典電氣公司推薦公式按電動機額定數(shù)據(jù)計算：Q=k(1-cos2e)3UeleX10-3(kvar)K為電動機極數(shù)有關(guān)的一個系數(shù)極數(shù):246810K值:0.70.80.850.92、多負荷補償容量的選擇多負荷補償容量的選擇是根據(jù)補償前后的功率因數(shù)來確定。①對已生產(chǎn)企業(yè)欲提高功率因數(shù)，其補償容量Qc按下式選擇:式中:Km為最大負荷月時有功功率消耗量,由有功電能表讀得;Kj為補償容量計算系數(shù)，可取0.8-0.9;Tm為企業(yè)的月工作小時數(shù);tg1、tg2意義同前,tg1由有功和無功電能表讀數(shù)求得。②對處于設(shè)計階段的企業(yè),無功補償容量Qc=KnPn(tg1-tg2)式中Kn為年平均有功負荷系數(shù),一般取0.7-0.75;Pn為企業(yè)有功功率之和；tg1、tg2意義同前。多負荷的集中補償電容器安裝簡單、運行可靠、利用率較高。但電氣設(shè)備不連續(xù)運轉(zhuǎn)或輕負荷運行時,會造成過補償,使運行電壓抬高,電壓質(zhì)量變壞。因此這種方法選擇的容量,對