无功补偿基础知识讲解

LOGO无功补偿基本原理和方法田哲无功补偿（滤波）1、什么是功率、功率因数2、提高功率因数的意义3、无功补偿的基本原理和方法4、无功补偿在系统中的作用5、无功补偿设备的种类一无功补偿基础知识无功补偿基础知识1、功率、功率因数在电网中，功率分为有功功率、无功功率和视在功率。交流电网中，由于有阻抗和电抗（感抗和容抗）的同时存在，所以电源输送到电器的电功率并不完全做功。因为，其中有一部分电功率（电感和电容所储的电能）仍能回输到电网，因此，凡实际为电器（电阻性质）所吸收的电功率叫有功功率。电感和电容所储的电能仍能回输到电网，这部分功率在电源与电抗之间进行交换，交换而不消耗，称为无功功率。无功补偿基础知识1、功率、功率因数有功：将电能转换为其他形式的能量无功：建立交变磁场和感应装置的磁通，只实现能量的交换，而不做功感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90°如电动机、变压器、晶闸管变流设备等容性无功：电流矢量超前于电压矢量90°如电容器、电缆输配电线路等无功补偿基础知识当电网电压为正弦波形，并且电压和电流同相位时，电阻性电气设备从电网吸收的功率P等于电压U和电流I的乘积，即：P=U×I电阻性电气设备包括白炽灯、电热器等。电动机和变压器运行时需要建立磁场，这部分能量不能转化为有功功率，因此称之为无功率Q。此时电流滞后电压一个角度φ。在选择变配电设备时应按视在功率S，即有功功率和无功功率的几何和：22SPQ无功功率的传输加重电网的负担,使电网损耗增加,因此需要对其进行就近和就地补偿。并联电容器可以补偿或平衡电气设备的感性无功功率。当容性无功功率Qc等于感性无功功率QL时,电网只传输有功功率P。无功补偿基础知识无功补偿基础知识在交流电网中，如负载是纯电阻，电压和电流是同相位，那么电压和电流的乘积就是有功功率，但在有电感或电容的电路中，电压和电流有着相位差，所以电压和电流的乘积并不是负载电路实际吸收的电功率，而是表面上的数值，叫做视在功率，用字母S表示。通常视在功率的单位用千伏安，用字母kVA表示。有功功率与视在功率的比值就是功率因数，用COSφ表示，它是没有单位的。(%)COS=/PS无功补偿基础知识功率因数,有功功率出力在设备容量中所占的比重。功率三角形QSP节电：0cos1.0222SQPcosPSsinQScos=10PSQ或电阻丝、加热、发光装置电动机、变压器等电容器、电缆等电网基本元件电阻性质的电器电感性质的电器电容性质的电器无功补偿基础知识2、提高功率因数的意义：在一定的有功功率下，当用户的cosφ比较小，视在功率比较大，为了满足用电的需要，供电线路和变压器的容量需要大，这样，增加了供电投资、降低设备利用率，也增加线路网损。负载的功率因数过低，供电设备的容量不能充分利用，在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时，通过输电线路的电流增大，导线电阻的能量损耗和导线阻抗会造成电压降。所以，功率因数是电力系统中的一个重要指标。无功补偿基础知识根据全国用电规定，在电网高峰负荷时，用户的功率因数应达到的标准：高压用电的工业用户和高压用电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为0.9以上，其它用户，100kVA及以上电力用户和大中型电力排灌站，功率因数为0.85以上；农业用电功率因数为0.80以上。凡功率因数达不到上述规定的用户，供电部门会在其用户使用电费的基础上，按一定比例对其进行罚款。所以，需要提高用户的功率因数，必须进行无功补偿。无功补偿基础知识3、无功补偿的原理和方法把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷，并联接在同一电路；当容性负载释放能量时，感性负荷吸收能量；而当感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量；能量在两种负荷之间交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率，可以从容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本。无功补偿基础知识无功补偿基础知识电力系统中网络元件的阻抗主要是感性的，需要容性无功来补偿感性无功。将电容并入RL电路之后，电路如图（a）所示。该电路电流方程为由图（b）的向量图可知，并联电容后U与I的相位差变小了，即供电回路的功率因数提高了。此时供电电流的相位滞后于电压，这种情况称为欠补偿。若电容C的容量过大，使得供电电流的相位超前于电压，这种情况称为过补偿。其向量图如（c）所示。通常不希望出现过补偿的情况，因为这样会：（1）引起变压器二次侧电压的升高（2）容性无功功率在电力线路上传输同样会增加电能损耗（3）如果供电线路电压因而升高，还会增大电容器本身的功率损耗，使温升增大，影响电容器使用寿命。rlIcII无功补偿基础知识系统P+jQ负载-jQC无功补偿原理图PL+jQL功率平衡：0.1cos0{:)(cos)(1----QPPQQPQtgQQQPPQQjPjQjQPjQPLCLCLLCLLCLL时当cos无功补偿基础知识4、无功补偿在系统中的作用：补偿无功功率，提高功率因数增加电网的传输能力，提高设备利用率降低线路损失和变压器有功损失减少设备容量改善电压质量无功补偿基础知识4、无功补偿在系统中的作用：降低线路损失改善电压质量无功补偿基础知识4、无功补偿在系统中的作用：增加电网的传输能力，提高设备利用率减少设备容量：无功补偿基础知识PSSPcoscos一定，SPPScoscos/一定，-12cos1cos1PS4、电容器补偿容量确定：额定电压下：：一年中最大负荷月份的平均有功负荷；：补偿率，可查非额定电压下：U-电容器的实际运行电压UN_电容器的额定电压QN—电容器的额定容量无功补偿基础知识)(21tgtgPQPC-PP210tgtgq-2NNNUUQQ4、电容器补偿容量确定：电容器组为星形接法时:UL—装设地点的电网线电压VIC—电容器组的线电流ACφ—电容器组每相的电容则:电容器组为三角形接法时无功补偿基础知识32310103--LCLcUCIUQ2310LCUQC323103103--LCLcUCIUQ23310LCUQC4、并联电容器补偿方式和原则：①总原则：全面规划，合理布局，分级补偿，就地平衡。②补偿方式：1集中补偿：将电容器组接在变电所（或配电所）的高压或低压母线上。这种补偿方式的电容器组，利用率较高，但不能减少用户内部配电网络的无功负荷所引其的损耗。2分组补偿（分散补偿）：将电容器组分别安装在各车间配电盘的母线上。这样配电变压器及变电所至车间的线路都可以收到补偿效果。分组补偿的电容器组利用率比个别补偿时高，所需容量也比个别补偿少。3就地补偿（个别补偿）：广泛用于低压网络，将电容器直接接在用电设备附近，一般和用电设备合用一套开关。个别补偿的优点是补偿效果好，缺点是电容器利用率低。对连续运行的用电设备所需补偿的无功功率容量较大时用个别补偿最为合适。无功补偿基础知识5、：无功补偿基础知识LOGO