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文檔簡介
1、低壓配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償柜的設(shè)計(jì)摘要:無功功率補(bǔ)償將降低供電系統(tǒng)的功率損耗和電能損耗,減少變壓器和線路中的電壓損失和提高供電設(shè)備利用率。本文通過本單位低壓配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償柜的設(shè)計(jì)過程,闡述了低壓配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償方式選擇及無功補(bǔ)償容量的確定。關(guān)鍵詞:無功功率; 功率因數(shù); 補(bǔ)償;0. 前言我公司變電所低壓配電系統(tǒng)無功補(bǔ)償柜因多年來年久失修、疏于管理,已多年沒有正常投入使用,并且已有部分電力電容器損壞遺失。為了加強(qiáng)電力管理,公司決定重新配制低壓配電系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償柜,以提高系統(tǒng)的功率因數(shù),增加系統(tǒng)出力,降低網(wǎng)絡(luò)損耗,改善電能質(zhì)量。下面我將此次無功補(bǔ)償柜配制過程中學(xué)到的無功補(bǔ)償?shù)脑?、作用,補(bǔ)償?shù)姆绞竭x
2、擇及無功補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙萑萘看_定等相關(guān)知識同大家分享。1. 無功補(bǔ)償?shù)幕驹黼娏ο到y(tǒng)中,電動機(jī)及其它有線圈的設(shè)備用的很多,這類設(shè)備除從線路中取得一部分電流做功外,還要從線路上消耗一部分不做功的電感電流,這就使得線路上的電流要額外的加大一些,功率因數(shù)就是用來衡量這一部分不做功的電流的,當(dāng)電感電流為0時(shí),功率因數(shù)等于1,當(dāng)電感電流所占比例逐漸增大時(shí),功率因數(shù)逐漸下降,顯然,功率因數(shù)越低,線路額外負(fù)擔(dān)越大,發(fā)電機(jī)、電力變壓器及配電裝置的額外負(fù)擔(dān)也較大,這除了降低線路及電力設(shè)備的利用率外,還會增加線路上的功率損耗,增大電壓損失,降低供電質(zhì)量。為此,應(yīng)當(dāng)提高功率因數(shù)。提高功率因數(shù)最方便的方法就是并聯(lián)電容
3、器,產(chǎn)生電容電流抵消電感電流,將不做功的所謂無功電流減小到一定范圍以內(nèi)。無功電源同有功電源一樣,是保證電能質(zhì)量不可缺少的部分,在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無功平衡,否則,將會使系統(tǒng)電壓降低,設(shè)備損壞,功率因數(shù)下降,嚴(yán)重時(shí),會引起電壓崩潰,系統(tǒng)解裂,造成大面積停電事故,因此,解決電網(wǎng)無功容量不足,增裝無功補(bǔ)償設(shè)備,提高網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù),對電網(wǎng)降損節(jié)電,安全可靠運(yùn)行有著極為重要的意義。2. 提高功率因數(shù)的辦法提高功率因數(shù)的方法常用的是補(bǔ)償法,低壓配電系統(tǒng)中常用并聯(lián)電力電容器的辦法來補(bǔ)償用電設(shè)備需要的無功功率,這就稱為電容無功補(bǔ)償法。在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器可用電容器的無功功率來補(bǔ)償感性負(fù)載的無功功率,從而減少甚
4、至消除感性負(fù)載于電源之間原有的能量交換。在交流電路中,純電阻電路,負(fù)載中的電流與電壓同相位,純電感負(fù)載中的電流滯后于電壓90,而純電容的電流則超前于電壓90,電容中的電流與電感中的電流相差180,能相互抵消。電力系統(tǒng)中的負(fù)載大部分是感性的,因此總電流將滯后電壓一個(gè)角度,如圖1所示,將并聯(lián)電容器與負(fù)載并聯(lián),則電容器的電流將抵消一部分電感電流,從而使總電流減小,功率因數(shù)將提高。3. 提高功率因數(shù)的實(shí)際意義3.1 對于電力系統(tǒng)中的供電部分,提供電能的發(fā)電機(jī)是按要求的額定電壓和額定電流設(shè)計(jì)的,發(fā)電機(jī)長期運(yùn)行中,電壓和電流都不能超過額定值,否則會縮短其使用壽命,甚至損壞發(fā)電機(jī)。由于發(fā)電機(jī)是通過額定電流與
5、額定電壓之積定額的,這意味著當(dāng)其接入負(fù)載為電阻時(shí),理論上發(fā)電機(jī)得到完全的利用,因?yàn)镻=U*I*cos中的cos=1;但是當(dāng)負(fù)載為感性或容性時(shí),cos1,發(fā)電機(jī)就得不到充分利用。為了最大程度利用發(fā)電機(jī)的容量,就必須提高其功率因數(shù)。3.2 對于電力系統(tǒng)中的輸電部分,輸電線上的損耗:Pl=RI*I,負(fù)載吸收的平均功率:P.=V*I*cos ,因?yàn)镮=P./V/ cos,所以Pl=R*P./V/cos(V是負(fù)載端電壓的有效值)。由以上式中可以看出,在V和P都不變的情況下,提高功率因數(shù)cos會降低輸電線上的功率損耗。3.3在實(shí)際中,提高功率因數(shù)意味著:提高用電質(zhì)量,改善設(shè)備運(yùn)行條件,可保證設(shè)備在正常條件
6、下工作,這就有利于安全生產(chǎn)??晒?jié)約電能,降低生產(chǎn)成本,減少企業(yè)的電費(fèi)開支。 能提高企業(yè)用電設(shè)備的利用率,充分發(fā)揮企業(yè)的設(shè)備潛力??蓽p少線路的功率損失,提高電網(wǎng)輸電效率。因發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量的限定,故提高cos也就使發(fā)電機(jī)能多出有功功率。4. 無功補(bǔ)償方式的選擇4.1 個(gè)別補(bǔ)償:即在用電設(shè)備附近按其本身無功功率的需要量裝設(shè)電容器組,與用電設(shè)備同時(shí)投入運(yùn)行和斷開,也就是再實(shí)際中將電容器直接接在用電設(shè)備附近。4.2分組補(bǔ)償:即將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所各分路出線上,它可與工廠部分負(fù)荷的變動同時(shí)投入或切除,也就是再實(shí)際中將電容器分別安裝在各車間配電盤的母線上。4.3集中補(bǔ)償:即把電容器組集中
7、安裝在變電所的一次或二次側(cè)的母線上。在實(shí)際中會將電容器接在變電所的高壓或低壓母線上,電容器組的容量按配電所的總無功負(fù)荷來選擇。對于低壓配電系統(tǒng)中的無功補(bǔ)償,通常采用在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器。我公司焦化廠即采用這種無功補(bǔ)償方式,在配電變壓器的低壓側(cè)利用無功功率自動補(bǔ)償控制器,隨著負(fù)荷的變化,根據(jù)測得的功率因數(shù)自動地投入或切除電容器的部分或全部容量。5. 無功補(bǔ)償電力電容容量的確定這里只介紹在配電變壓器低壓側(cè)多負(fù)荷補(bǔ)償容量的補(bǔ)償方式,因?yàn)槲夜静捎昧诉@種無功補(bǔ)償方式,其它的不再介紹。多負(fù)荷補(bǔ)償容量的選擇是根據(jù)補(bǔ)償前后的功率因數(shù)來確定。 5.1 對已生產(chǎn)企業(yè)欲提高功率因數(shù)
8、,其補(bǔ)償容量Qc按下式選擇: Qe=KmKj(tg1-tg2)/Tm 式中:Km為最大負(fù)荷月時(shí)有功功率消耗量,由有功電能表讀得;Kj為補(bǔ)償容量計(jì)算系數(shù),可取0.80.9;Tm為企業(yè)的月工作小時(shí)數(shù);tg1為補(bǔ)償前的功率因數(shù)正切值,tg2為補(bǔ)償后的功率因數(shù)正切值,tg1由有功和無功電能表讀數(shù)求得。 5.2 對處于設(shè)計(jì)階段的企業(yè),無功補(bǔ)償容量Qc按下式選擇: Qc=KnPn(tg1-tg2)式中:Kn為年平均有功負(fù)荷系數(shù),一般取0.70.75;Pn為企業(yè)有功功率之和;tg1、tg2意義同前。tg1可根據(jù)企業(yè)負(fù)荷性質(zhì)查手冊近似取值,也可用加權(quán)平均功率因數(shù)求得cos1。多負(fù)荷的集中補(bǔ)償電容器安裝簡單,運(yùn)行可靠、利用率較高。但電氣設(shè)備不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或輕負(fù)荷運(yùn)行時(shí),會造成過補(bǔ)償,使運(yùn)行電壓抬高,電壓質(zhì)量變壞。因此這種方法選擇的容量,對于低壓來說最好采用電容器組自動控制補(bǔ)償,即根據(jù)負(fù)荷大小自動投入無功補(bǔ)償容量的多少,對高壓來說應(yīng)考慮采取防過補(bǔ)償措施。6. 結(jié)語本文對無功補(bǔ)償
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