什么是无功补偿?怎么样通过它提高功率因数?1个经典实例讲透它

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无功抵偿概念:

无功功率抵偿,简称无功抵偿,在电子供电系统中起进步电网的功率因数的感化,降低供电变压器及输送线路的损耗,进步供电效率,改进供电情况。所以无功功率抵偿安装在电力 供电系统中处在一个不成贫乏的十分重要的位置。合理的抉择抵偿安装,能够做到更大限度的削减收集的损耗,使电网量量进步。反之,如抉择或利用不妥,可能形成供电系统,电压颠簸,谐波增大等诸多因素。

无功抵偿原理:

1. 无功抵偿的原理:把具有容性功率负荷的安装与感性功率负荷并接在统一电路,当容性负荷释放能量时,感性负荷吸收能量,而感性负荷释放能量时,容性负荷吸收能量,能量在两种负荷之间交换。如许,感性负荷所吸收的无功功率可沉着性负荷输出的无功功率中得到抵偿,那就是无功抵偿的原理。

2. 有功功率:有功功率是连结用电设备一般运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。单元:瓦(W)或千瓦(KW)

3. 无功功率:无功功率比力笼统,它是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中成立和庇护磁场的电功率。它不合错误外做功,而是改变为其他形式的能量。但凡有电磁线圈的电气设备,要成立磁场,就要消耗无功功率。无功功率决不是无用功率,它的用途很大。电动机需要成立和庇护扭转磁场,使转子动弹,从而带动机械运动,电动机的转子磁场就是靠从电源获得无功功率成立的。变压器也同样需要无功功率,才气使变压器的一次线圈产生磁场,在二次线圈感应出电压。因而,没有无功功率,电动机就不会动弹,变压器也不克不及变压,交换接触器不会吸合。单元:乏(var)或千乏(Kvar)

4. 感性无功功率:电动机和变压器在能量转换过程中成立交变的磁场,在一个周期内吸收和释放的功率相等,那种功率喊感性无功功率。单元(Kvar)

5. 容性无功功率:电容器在交换电网中接通时,在一个周期内,上半周期的充电功率与下半周期的放电功率相等,而不用耗能量,那种充放电功率喊容性无功功率。单元(Kvar)

6.视在功率:纯电阻性电路中电压和电流是同相位的,电压和电流的乘积为有功功率;但在感性或容性电路中,电压和电流有着相位差,所以电压和电流的乘积并非负荷现实吸收的电功率,而是外表的数值,称为视在功率。单元(KVA)

7.无功功率的感化:在一般情状下,用电设备不单要从电源获得有功功率,同时还需要从电源获得无功功率。假设电网中的无功功率求过于供,用电设备就没有足够的无功功率来成立一般的电磁场,那么,那些用电设备就不克不及庇护在额定情状下工做,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的一般运行。 从发电机和高压输电线赐与的无功功率,远远称心不了负荷的需要,所以在电网中要设置一些无功抵偿安装来填补无功功率,以包管用户对无功功率的需要,如许用电设备才气在额定电压下工做。那就是电网需要拆设无功抵偿安装的事理。

8.无功功率对供、用电产生必然的不良影响,次要表示在:

(1)降低发电机有功功率的输出。

(2)降低输、变电设备的供电才能。

(3)形成线路电压缺失增大和电能损耗的增加。

(4)形成低功率因数运行和电压下降,使电气设备容量得不到足够发扬。

9.功率因数:电网中的电力负荷如电动机、变压器等,属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差,凡是用相位角φ的余弦cosφ来表达。cosφ称为功率因数,又喊力率。功率因数是反映电力用户用电设备合理利用情况、电能操纵水平和用电治理程度的一项重要目标。

三相功率因数的计算公式为:cosφ=P/S

式中cosφ——功率因数;

P——有功功率,kW;

Q——无功功率,kVar;

S——视在功率,kVA;

U——用电设备的额定电压,V;

I——用电设备的运行电流,A。

功率因数分为天然功率因数、瞬时功率因数和加权均匀功率因数。

(1)天然功率因数:是指用电设备没有安拆无功抵偿设备时的功率因数,或者说用电设备自己所具有的功率因数。天然功率因数的凹凸次要取决于用电设备的负荷性量,电阻性负荷(白炽灯、电阻炉)的功率因数较高,等于1,而电感性负荷(电动机、电焊机)的功率因数比力低,都小于1。

(2)瞬时功率因数:是指在某一霎时由功率因数表读出的功率因数。瞬时功率因数是跟着用电设备的类型、负荷的大小和电压的凹凸而时刻在改变。

(3)加权均匀功率因数:是指在必然时间段内功率因数的均匀值,其计算公式=/T

10.力率电费:全国供用电规则规定,在电网顶峰负荷时,用户的功率因数应到达的原则为:高压用电的工业用户和高压用电拆有带负荷调整电压安装的电力用户,功率因数为0.90以上,其它100KVA及以上的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,供电部分会在其用户利用电费的根底上按必然比例对其加收一部门电费,那部门加收的电费称为力率电费。

11.进步功率因数的办法有两种,一种是改进天然功率因数,另一种是安拆人工抵偿安装。

下面我们通过一个例子来深进解析以下无功抵偿事实是怎么回事?

如图所示,一感性负载与220V、50HZ电源相连的电路。试求:

并联电容前负载的功率因数,以及电源发出的有功功率P、无功功率Q各是几?

要使功率因数进步到0.9,应并联多大的电容?

解:1)并联电容前的负载阻抗用ZL来表达

ZL=30+j100π*0.127=30+j40

Z的模值等于:

并联电容前功率因数角:θ0=arctan(40/30)=53.1°

所以功率因数λ=cosθ0=0.6

视在功率S等于

有功功率P等于

P=S*cos53.1°=968*0.6=580.8W

无功功率Q=S*sin53.1°=968*0.8=774.4var

并联电容后

因为并联电容后,负载的电压并没有改动,所以负载侧所需要的有功功率和无功功率没有变。

既:P0=580.8 Q0=774.4

因为电路并联了一个电容,所以功率因数角会发作改变,设改变后的功率因数角为θ

电源所产生的无功功率Q为

Q=P*tanθ

并联的电容所产生的无功功率为

QC=ƜC*U2

并联电容后,负载侧的无功功率由并联电容以及电源供给,所以

Q0=QC+Q

并联后电路的功率因数提拔至0.9,所以cosθ=0.9

Arccosθ=25.8°

将上述四个式子联立就可求得并联电容为C=32.47μF

由此我们能够看到,负载并联了电容就相当于是在负载侧当场对负载的无功功率需求停止了抵偿,削减了电源侧无功功率的输出,如许的话电源侧更少的视在功率就能够称心负载一样的有功功率需求,功率因数得到大幅度进步,经济性得到极大的改进!

那就是无功抵偿的精妙之处!

市场调研:

END

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