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1、第三章：无功补偿提高功率因数第三章：无功补偿提高功率因数【能力目标能力目标】l熟悉提高功率因数的意义和方法；熟悉提高功率因数的意义和方法；l掌握并联电容器补偿容量的计算方掌握并联电容器补偿容量的计算方法；法；l熟悉电力电容器的选择。熟悉电力电容器的选择。l放眼全国，由于更多的用电企放眼全国，由于更多的用电企业无功补偿不尽到位，导致全业无功补偿不尽到位，导致全国电网线损率居高不下，全年国电网线损率居高不下，全年损失电量约亿千瓦时，损失电量约亿千瓦时，几乎相当于两个三峡电站的发几乎相当于两个三峡电站的发电量。电量。l许多用电设备均是根据电磁感应原理工作许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配的
2、，如配电变压器、电动机电变压器、电动机等，它们都是等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。传递。l为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为率称为无功功率无功功率，l因此，所谓的因此，所谓的无功无功并不是并不是无用无用的电功的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。不可。无功功率单位为乏无功功率单位为乏(var)。l合理配置合
3、理配置无功补偿无功补偿（包括在（包括在什么地点、用多什么地点、用多大容量和采用何种型式大容量和采用何种型式）是电力系统规划和）是电力系统规划和设计工作中一项重要内容。在运行中设计工作中一项重要内容。在运行中,合理合理使用无功补偿容量，控制无功功率的流动是使用无功补偿容量，控制无功功率的流动是电力系统调度的主要工作之一。电力系统调度的主要工作之一。电力系统对功率因数的规定电力系统对功率因数的规定我国我国供电营业规则供电营业规则规定：规定：“用户应用户应在提高用电自然功率因数的基础上，按在提高用电自然功率因数的基础上，按有关标准设计和安装无功补偿设备，并有关标准设计和安装无功补偿设备，并做到随其负
4、荷和电压变动及时投入或切做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功电力倒送。除，防止无功电力倒送。”（1）100KVA以上高压用户：以上以上高压用户：以上（2）电力排灌站：以上）电力排灌站：以上（3）低压供电用户：以上）低压供电用户：以上0.900.910.920.930.940.95-1.0实际功率因数 00.150.300.450.600.75月电费减收%0.650.70 0.740.780.800.840.88实际功率因数实际功率因数 15108.06.05.03.01.0月电费增收月电费增收%功率因数功率因数与与电费电费调整调整 以为标准值的功率因数调整电费表以为标准值的功率因数调
5、整电费表 （功率因数自以下每降低电费增加（功率因数自以下每降低电费增加2 2%）成本：380万元收益：收益：1000万元万元/年年第一节第一节提高功率因数的意义和方法提高功率因数的意义和方法1、提高功率因数意义：、提高功率因数意义：l（1）减少线路和变压器的功率损耗和电）减少线路和变压器的功率损耗和电能损耗；能损耗；l（2）使网络电压损耗降低，提高供电质）使网络电压损耗降低，提高供电质量。量。l（3）提高供电设备的供电能力。）提高供电设备的供电能力。二、提高功率因数的方法二、提高功率因数的方法1、提高自然功率因数的方法、提高自然功率因数的方法（1）合理选择电动机的型号、规格和容量，避免大材小用
6、。（2）消除和限制感应电动机空载运行。（3）正确选择变压器容量。2、并联同步调相机、并联同步调相机是一种专用于补偿无功功率的同步电动机。一般用于电力系统大容量的枢纽变电所，在企业供配电系统中很少应用。3、并联适当的静电电容器、并联适当的静电电容器给电感性负载并联适当的电容器，广泛用于工厂企业及民用建筑供电系统中。第二节第二节 电力电容器的设置电力电容器的设置l电力电容器的补偿方式按其位置的电力电容器的补偿方式按其位置的不同分为：不同分为：个别补偿个别补偿分组补偿分组补偿集中补偿集中补偿并联电容器的装设地点并联电容器的装设地点第二节第二节 电力电容器的设置电力电容器的设置l一、个别补偿：一、个别
7、补偿：l用于负荷平稳、较长时间运行的大容量电机设备。用于负荷平稳、较长时间运行的大容量电机设备。l电容器装设于电动机前，如图电容器装设于电动机前，如图3-1。l优点：优点：能够补偿安装部位前面的所有高低压线路和变压器的能够补偿安装部位前面的所有高低压线路和变压器的无功功率，补偿范围大，具有最好的补偿效果。无功功率，补偿范围大，具有最好的补偿效果。l缺点：缺点：利用率低，与电机同投同退；利用率低，与电机同投同退；地点分散，不便于管理；地点分散，不便于管理；投资大。投资大。矿用隔爆型无功功率就地补偿装置矿用隔爆型无功功率就地补偿装置二、分组补偿二、分组补偿l把用电设备分成若干组，每一组用电容把用电
8、设备分成若干组，每一组用电容器进行补偿，如图器进行补偿，如图3-2.l优点：优点：l利用率比个别补偿大，投资小。利用率比个别补偿大，投资小。l缺点：缺点：l补偿范围较个别补偿小。补偿范围较个别补偿小。lDJ型无功补偿成套装置型无功补偿成套装置三、集中补偿三、集中补偿l电容器设置在变配电所的高、低压母线电容器设置在变配电所的高、低压母线上，如图上，如图3-3.l优点：优点：l投资少，便于集中管理的维护，利用投资少，便于集中管理的维护，利用率高。率高。l缺点：缺点：l补偿范围小，电容器后的线路没有得补偿范围小，电容器后的线路没有得到无功补偿。到无功补偿。高压无功就地补偿装置第三节无功补偿容量的计算
9、l、先测算负荷的自然功率因数；l、再按要求达到的功率因数计算出需补偿的无功功率，按此配置电容器容量就可以了。l一、自然功率因数的计算公式：l见公式3-2和3-3.l二、无功补偿容量的计算：lQca=Pc(tan1-tan2)l三、补偿后的计算负荷：lPc2Pc1lQc2Qc1QcalSc2Pc22Qc22lIc2Sc21000/3UN采用天正电气进行无功补偿计算采用天正电气进行无功补偿计算12第四节电力电容器的选择及无功自动补偿装置第四节电力电容器的选择及无功自动补偿装置第四节电力电容器的选择及无功自动补偿装置第四节电力电容器的选择及无功自动补偿装置l一、电力电容器的选择一、电力电容器的选择l
10、电容器有单相、三相、低压、高压之分。l选择时，电容器的选择时，电容器的UN、PN、相数等都应与、相数等都应与所并接线路一致。所并接线路一致。l常用的低压补偿电容器如表3-3、3-4所示。l二、电力电容器的接线：、电力电容器的接线：l如图3-4，有星形，三角形等。l、低压一般接成三角形：、低压一般接成三角形：l优点：补偿容量大，能补偿不平衡负荷，可消除3次谐波等l缺点：短路电流大。l图3-5，低压电容器典型接线l、高压三相电容器一般接成星形、高压三相电容器一般接成星形，图3-36l优点：短路电流小。l缺点：补偿容量小。l三、电力电容器的保护三、电力电容器的保护l、熔断器保护：、熔断器保护：用于容量较小的电容器的保护。l、继电保护：、继电保护：用于容量较大的电容器的保护。l四、电力电容器的控制四、电力电容器的控制l、手动投切控制：、手动投切控制：简单、经济，适于长期投入运行、无需频繁操作的电容器组。l、自动投切控制：、自动投切控制：能根据供配电系统中感性无功功率的变化，以10-120S可调的时间间隔自动地控制并联电容器组的投入及切出。用天正电气进行负荷计算