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浅谈低压无功补偿装置的计算

已有 268 次阅读2014-12-31 12:03

近年来随着国家节能减排政策的大力实施,在能源使用中的措施也进一步得到落实,而在电力方面,影响最大的就是对电网无功补偿的问题。在电力法中,唯一的节能的重要措施就是无功补偿装置的落实。因此目前全国各企业,农村及所有的用电单位都对此 要求高度重视.下面就无功补偿问题做一较全面的阐述。(注:此文主要着重阐述的以交流660V及以下的电压低压无功功率补偿为主)

1. 功率因数的定义:

A:什么是功率因数角”φ”

功率因数角的物理意义应该是在交流电路中利用示波器同时采集电压波形和电流波形在X轴上的夹角,此夹角在电感性电路中其电压波在前电流波滞后于其一定的角度。一般用”φ”来表示,此相差的角度就是功率因数角。   见图1

 浅谈低压无功补偿装置的计算

B:什么是功率因数:

B1:功率因数可以定义为φ角的余弦,也就是cosφ.

B2:功率因数另一种定义为在同一电路中其有功功率P和视在功率的比值cosφ=P/U.I          

2:在一般情况下如何测量功率因数:A:在工程中采用功率因数表直接测量法:

利用单相功率因数表取电源的电压信号及该相的电流信号。(如果电流较大则利用电流互感器)仪表接线。

如图2可示:

 浅谈低压无功补偿装置的计算

当将开关K接通后就会显示出该回路的功率因数了。(测量时注意输入电流的量值,避免烧毁仪表)

B:利用有功功率表,电流表,电压表分别测量有功功率及该回路电压值及电流值测量后利用功率因数的定义计算得出。 

COSφ=P/S=P/UI                                                         

式中P为有功功率,S为视在功率 ,   U,I分别为被测量回路的电压值及电流值。

C:三相功率因数表的测量:在三相电路对称的情况下可采用三相功率因数表直接测量。如图3所示

 浅谈低压无功补偿装置的计算

3:功率因数低的缺点:

功率因数低会产生以下的问题:

a. p=UIcosφ.当负载的有功功率P和输出电压U一定的情况下,如果功率因数cosφ越低,所供应的电流I就必须较大。电流过大就会造成输电线路上的压降及其损耗势必就要增大。这样结果自然使线路压降增加,增大了线路及供电变压器的发热,如果发热过多还会对线路的安全受到影响。

b. 从电源供电来看,仍用固定P=U.Icosφ公式来看,如果输出电压U和I均为额定值,功率因数越低,输出给负载的有功功率低就越小,使得用电设备的利用率就越低,用电设备利用率就越低。

c. 如果用电设备必须达到所需的有功功率P,在电流达到额定的情况下,由于功率因数低,就必须提高输出电压值,其结果时间长久之后就可能使负载的绝缘受损害。甚至于发热短路等。

4:从节能的角度,利用发电设备提高功率因数的必要性:

为了使用电单位充分利用设备,提高设备的利用率,使企业在节能和节约资金方面做到效益最高,供电部门对高压用电企业功率因数定为0.95,一般企业不能低于0.90.

提高功率因数一般采用在用电回路并联电容的方法:采用的方法如图4:

 浅谈低压无功补偿装置的计算

浅谈低压无功补偿装置的计算

 

5:提高功率因数降低输电线路及变压器的损耗:

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6:无功功率补偿中电容器容量的选择:

此问题首先考虑原回路补偿的负载功率,回路电压及原来回路的功率因数,补偿后所要提高到的功率因数。

例如;某企业原电感性负载其功率因数为cosφ1=0.6,回路功率为6KW,电源电压380V。频率为50HZ,提高功率因数后要求值为0.95,计算其并联的电容值及电容容量,并联电容前后的电流值。

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