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1無功功率的產(chǎn)生及定義
交流電路中，由于感性或容性負(fù)載的存在，建立電感的磁場或電容的電場都需要電源多提供一部分不做機(jī)械工的功率，稱為無功功率。無功功率把電能裝換成另一種形式的能量，其不直接消耗電能，這也是各種電氣設(shè)備能夠做功的必要條件，并且使這種能量在電網(wǎng)中進(jìn)行周期性的轉(zhuǎn)換。電流在電容原件中做功時(shí)，電流是超前電壓90o的，在同一電路工作中，電感產(chǎn)生電流與電容產(chǎn)生電流的方向是相反的，并且相差180o。
2無功補(bǔ)償?shù)囊饬x
一般大型企業(yè)采用大量用電設(shè)備，包括電感電動(dòng)機(jī)、變壓器等。供電系統(tǒng)中既包括有功功率，又包括無功功率，使發(fā)電設(shè)備和輸電設(shè)備不能充分發(fā)揮作用，并增加輸電線路的功率損耗和電壓損失，故提高用戶的功率因數(shù)有如下益處。①提高電力系統(tǒng)的供電能力;②減少網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失，提高供電質(zhì)量;③降低網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗。
3無功補(bǔ)償?shù)姆椒?/span>
為了提高功率因數(shù)，要盡可能的減少電力系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備所消耗的無功功率。特別是減少負(fù)荷，減少設(shè)備從電網(wǎng)中取用的無功功率，使電網(wǎng)在輸送有功功率時(shí)，少輸送或不輸送無功功率。
3.1選擇正確電氣設(shè)備：①選擇間隔小，電阻小的電氣設(shè)備。如選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)盡量選擇鼠籠式電動(dòng)機(jī)等;②選用設(shè)備時(shí)，盡量避免輕載運(yùn)行。如選用電動(dòng)機(jī)、變壓器時(shí)，應(yīng)盡量選擇容量合適的型號(hào)。
3.2合理運(yùn)行電氣設(shè)備：①電動(dòng)機(jī)、變壓器輕載運(yùn)行。
3.3人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)
人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)的做法是采用供應(yīng)無功功率的設(shè)備來就地補(bǔ)償用電設(shè)備所需要的無功功率，以減少線路中的無功輸送。
3.4并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)：3.4.1電容并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟恚涸趪鴥?nèi)的大型企業(yè)中，大部分是電感性和電阻性的負(fù)載。因此總的電流ì將滯后電壓一個(gè)角度Φ。如果裝設(shè)電容器，并與負(fù)載并聯(lián)，則電容器的電流ìc將抵消一部分電感電流ìl,從而使無功電流ìl減小到ìl'，總的電流ì減少到ì'，功率因數(shù)則由cosΦ提高到cosΦ'，如果電容器容量選擇得當(dāng)，可使Φ減少到0而cosΦ提高到1，這就是并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?3.4.2無功補(bǔ)償區(qū)：在供電系統(tǒng)中為提高功率因數(shù)，通常采用將電力電容器組并聯(lián)或者運(yùn)用其他無功補(bǔ)償裝置。這樣就需要考慮電力電容器組裝設(shè)的地點(diǎn)，不同的裝設(shè)地點(diǎn)，得到的無功補(bǔ)償區(qū)及其取得的補(bǔ)償效益是不同的。對于用戶供電系統(tǒng)，電力電容器組的設(shè)置有高壓集中補(bǔ)償、低壓成組補(bǔ)償和就地補(bǔ)償三種方式：①高壓集中補(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn)：采用高壓集中補(bǔ)償?shù)某跗?，投資要求較低。6~10KV母線上產(chǎn)生的無功功率其曲線變化比較平穩(wěn)，便于運(yùn)行管理和調(diào)節(jié)，而且利用率高，可提高企業(yè)供電系統(tǒng)的變壓器的負(fù)荷能力。缺點(diǎn)：高壓集中補(bǔ)償方式對環(huán)境要求高，需要設(shè)有專門的電容器室，并且通風(fēng)好，室內(nèi)溫度適宜，并要求有可靠的放電設(shè)備。但是其經(jīng)濟(jì)效果較差，因?yàn)橹荒苎a(bǔ)償6~10KV電源方向上產(chǎn)生的無功功率和所有向該母線供電的線路上的無功功率，而對于負(fù)荷方向的電網(wǎng)并沒有無功補(bǔ)償效果。高壓集中補(bǔ)償雖然對本企業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益較差，但從整體上完善了地區(qū)電網(wǎng)，提高了區(qū)域大電網(wǎng)的功率因數(shù)，所以至今仍是城市及大中型工礦企業(yè)采用的主要無功補(bǔ)償方式;②低壓成組補(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償區(qū)域大于高壓集中補(bǔ)償區(qū)域，使用用戶能夠獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。而且投資小，通常安裝在低壓配電室，平時(shí)運(yùn)行維護(hù)和管理方便安全;③分散就地補(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn)：這種方式是將電容組分別裝設(shè)在各組用電設(shè)備上，或安裝在單獨(dú)的大容器電動(dòng)機(jī)處。與用電設(shè)備要同時(shí)啟用，同時(shí)運(yùn)行，但不能共用一套控制系統(tǒng)。
4某廠現(xiàn)有的無功補(bǔ)償措施及建議
4.1某廠現(xiàn)在采用的是高壓集中補(bǔ)償和低壓組成組補(bǔ)償
從效果來看，高壓集中補(bǔ)償采用了高壓無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，可根據(jù)控制器對系統(tǒng)無功的采樣，自動(dòng)分組投切電容器組，使月平均功率因數(shù)穩(wěn)定在0.95以上，無功自動(dòng)投切成套裝置每套容量為2200kVar,每組容量分別為450kVar、750kVar、1000kVar，可實(shí)現(xiàn)459、750、1000、1200、1450、1750、2000kVar，七級(jí)投切。可實(shí)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)電壓、電流、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)。可在后臺(tái)控制計(jì)算機(jī)顯示電容器投切及切除情況，引入控制信號(hào)于接點(diǎn)電容器進(jìn)行投切控制。在外部故障或停電時(shí)自動(dòng)退出，送點(diǎn)后自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。
低壓成組補(bǔ)償采用安科瑞ANSVC低壓無功功率補(bǔ)償裝置，適用于頻率50Hz電壓0.4kV電網(wǎng)的無功功率自動(dòng)補(bǔ)償，它集無功補(bǔ)償、電網(wǎng)監(jiān)測于一體，不但可以通過投切電容器組來補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功損耗，提高功率因數(shù)，降低線損，從而提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量，同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)等電量參數(shù)。
功能特點(diǎn)
組成要素：柜體、無功補(bǔ)償控制器、復(fù)合開關(guān)、電抗器、浪涌保護(hù)器、電容器組等。具有快速的響應(yīng)速度，可連續(xù)無級(jí)調(diào)節(jié)、無涌流、拉弧，無機(jī)械開關(guān)使用壽命。
應(yīng)用領(lǐng)域
電力、汽車、冶金、鐵道、石油、港口、輕工、機(jī)械制造、化工、造紙、紡織、煤炭、造船、通訊、建材、機(jī)場、大型場館、高層建筑等場所配電系統(tǒng)。
4.2建議某廠的一些單臺(tái)高壓電機(jī)加設(shè)就地補(bǔ)償裝置
功能特點(diǎn)：過零投切，分相補(bǔ)償，溫度保護(hù)，缺相保護(hù)，過壓、欠壓保護(hù);諧波功能，智能網(wǎng)絡(luò)控制，高可靠性;積木結(jié)構(gòu)，接線簡單，擴(kuò)容方便，維護(hù)方便，效果顯著。
應(yīng)用領(lǐng)域
成套柜、戶外配電箱、城市電網(wǎng)、農(nóng)村電網(wǎng)、廠礦企業(yè)、石油化工、民用建筑、市政商業(yè)建筑、軌道交通配電系統(tǒng)等領(lǐng)域。
交流電路中，由于感性或容性負(fù)載的存在，建立電感的磁場或電容的電場都需要電源多提供一部分不做機(jī)械工的功率，稱為無功功率。無功功率把電能裝換成另一種形式的能量，其不直接消耗電能，這也是各種電氣設(shè)備能夠做功的必要條件，并且使這種能量在電網(wǎng)中進(jìn)行周期性的轉(zhuǎn)換。電流在電容原件中做功時(shí)，電流是超前電壓90o的，在同一電路工作中，電感產(chǎn)生電流與電容產(chǎn)生電流的方向是相反的，并且相差180o。
2無功補(bǔ)償?shù)囊饬x
一般大型企業(yè)采用大量用電設(shè)備，包括電感電動(dòng)機(jī)、變壓器等。供電系統(tǒng)中既包括有功功率，又包括無功功率，使發(fā)電設(shè)備和輸電設(shè)備不能充分發(fā)揮作用，并增加輸電線路的功率損耗和電壓損失，故提高用戶的功率因數(shù)有如下益處。①提高電力系統(tǒng)的供電能力;②減少網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失，提高供電質(zhì)量;③降低網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗。
3無功補(bǔ)償?shù)姆椒?/span>
為了提高功率因數(shù)，要盡可能的減少電力系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備所消耗的無功功率。特別是減少負(fù)荷，減少設(shè)備從電網(wǎng)中取用的無功功率，使電網(wǎng)在輸送有功功率時(shí)，少輸送或不輸送無功功率。
3.1選擇正確電氣設(shè)備：①選擇間隔小，電阻小的電氣設(shè)備。如選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)盡量選擇鼠籠式電動(dòng)機(jī)等;②選用設(shè)備時(shí)，盡量避免輕載運(yùn)行。如選用電動(dòng)機(jī)、變壓器時(shí)，應(yīng)盡量選擇容量合適的型號(hào)。
3.2合理運(yùn)行電氣設(shè)備：①電動(dòng)機(jī)、變壓器輕載運(yùn)行。
3.3人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)
人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)的做法是采用供應(yīng)無功功率的設(shè)備來就地補(bǔ)償用電設(shè)備所需要的無功功率，以減少線路中的無功輸送。
3.4并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)：3.4.1電容并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟恚涸趪鴥?nèi)的大型企業(yè)中，大部分是電感性和電阻性的負(fù)載。因此總的電流ì將滯后電壓一個(gè)角度Φ。如果裝設(shè)電容器，并與負(fù)載并聯(lián)，則電容器的電流ìc將抵消一部分電感電流ìl,從而使無功電流ìl減小到ìl'，總的電流ì減少到ì'，功率因數(shù)則由cosΦ提高到cosΦ'，如果電容器容量選擇得當(dāng)，可使Φ減少到0而cosΦ提高到1，這就是并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?3.4.2無功補(bǔ)償區(qū)：在供電系統(tǒng)中為提高功率因數(shù)，通常采用將電力電容器組并聯(lián)或者運(yùn)用其他無功補(bǔ)償裝置。這樣就需要考慮電力電容器組裝設(shè)的地點(diǎn)，不同的裝設(shè)地點(diǎn)，得到的無功補(bǔ)償區(qū)及其取得的補(bǔ)償效益是不同的。對于用戶供電系統(tǒng)，電力電容器組的設(shè)置有高壓集中補(bǔ)償、低壓成組補(bǔ)償和就地補(bǔ)償三種方式：①高壓集中補(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn)：采用高壓集中補(bǔ)償?shù)某跗?，投資要求較低。6~10KV母線上產(chǎn)生的無功功率其曲線變化比較平穩(wěn)，便于運(yùn)行管理和調(diào)節(jié)，而且利用率高，可提高企業(yè)供電系統(tǒng)的變壓器的負(fù)荷能力。缺點(diǎn)：高壓集中補(bǔ)償方式對環(huán)境要求高，需要設(shè)有專門的電容器室，并且通風(fēng)好，室內(nèi)溫度適宜，并要求有可靠的放電設(shè)備。但是其經(jīng)濟(jì)效果較差，因?yàn)橹荒苎a(bǔ)償6~10KV電源方向上產(chǎn)生的無功功率和所有向該母線供電的線路上的無功功率，而對于負(fù)荷方向的電網(wǎng)并沒有無功補(bǔ)償效果。高壓集中補(bǔ)償雖然對本企業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益較差，但從整體上完善了地區(qū)電網(wǎng)，提高了區(qū)域大電網(wǎng)的功率因數(shù)，所以至今仍是城市及大中型工礦企業(yè)采用的主要無功補(bǔ)償方式;②低壓成組補(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償區(qū)域大于高壓集中補(bǔ)償區(qū)域，使用用戶能夠獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。而且投資小，通常安裝在低壓配電室，平時(shí)運(yùn)行維護(hù)和管理方便安全;③分散就地補(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn)：這種方式是將電容組分別裝設(shè)在各組用電設(shè)備上，或安裝在單獨(dú)的大容器電動(dòng)機(jī)處。與用電設(shè)備要同時(shí)啟用，同時(shí)運(yùn)行，但不能共用一套控制系統(tǒng)。
4某廠現(xiàn)有的無功補(bǔ)償措施及建議
4.1某廠現(xiàn)在采用的是高壓集中補(bǔ)償和低壓組成組補(bǔ)償
從效果來看，高壓集中補(bǔ)償采用了高壓無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，可根據(jù)控制器對系統(tǒng)無功的采樣，自動(dòng)分組投切電容器組，使月平均功率因數(shù)穩(wěn)定在0.95以上，無功自動(dòng)投切成套裝置每套容量為2200kVar,每組容量分別為450kVar、750kVar、1000kVar，可實(shí)現(xiàn)459、750、1000、1200、1450、1750、2000kVar，七級(jí)投切。可實(shí)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)電壓、電流、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)。可在后臺(tái)控制計(jì)算機(jī)顯示電容器投切及切除情況，引入控制信號(hào)于接點(diǎn)電容器進(jìn)行投切控制。在外部故障或停電時(shí)自動(dòng)退出，送點(diǎn)后自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。
低壓成組補(bǔ)償采用安科瑞ANSVC低壓無功功率補(bǔ)償裝置，適用于頻率50Hz電壓0.4kV電網(wǎng)的無功功率自動(dòng)補(bǔ)償，它集無功補(bǔ)償、電網(wǎng)監(jiān)測于一體，不但可以通過投切電容器組來補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功損耗，提高功率因數(shù)，降低線損，從而提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量，同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)等電量參數(shù)。
功能特點(diǎn)
組成要素：柜體、無功補(bǔ)償控制器、復(fù)合開關(guān)、電抗器、浪涌保護(hù)器、電容器組等。具有快速的響應(yīng)速度，可連續(xù)無級(jí)調(diào)節(jié)、無涌流、拉弧，無機(jī)械開關(guān)使用壽命。
應(yīng)用領(lǐng)域
電力、汽車、冶金、鐵道、石油、港口、輕工、機(jī)械制造、化工、造紙、紡織、煤炭、造船、通訊、建材、機(jī)場、大型場館、高層建筑等場所配電系統(tǒng)。
4.2建議某廠的一些單臺(tái)高壓電機(jī)加設(shè)就地補(bǔ)償裝置
功能特點(diǎn)：過零投切，分相補(bǔ)償，溫度保護(hù)，缺相保護(hù)，過壓、欠壓保護(hù);諧波功能，智能網(wǎng)絡(luò)控制，高可靠性;積木結(jié)構(gòu)，接線簡單，擴(kuò)容方便，維護(hù)方便，效果顯著。
應(yīng)用領(lǐng)域
成套柜、戶外配電箱、城市電網(wǎng)、農(nóng)村電網(wǎng)、廠礦企業(yè)、石油化工、民用建筑、市政商業(yè)建筑、軌道交通配電系統(tǒng)等領(lǐng)域。
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