第4章供电系统节能改

对电网进行升压改造，减少变电容量
领会
提高运行电压及功率因数
合理调整日负荷
4.5电力品质改善
识记 领会
电力品质恶化的典型表现 改善电力品质的措施 谐波超标的危害性 无功补偿的分类 无功补偿的节能原理
应用
提高自然功率因数的措施 供电系统谐波治理
第4章供电系统节能改
适用范围
★ ★
教师导读
电流经过线路和变压器等设备时，会产生功率损耗和 电能损耗，这些损耗称为供电损耗。降低线路损耗是企 业节约电能的重要途径之一。本章主要介绍了供电系统 各种损耗、功率因数等基本知识，介绍了降低线损、变 压器损耗以及改善电力品质的节能措施。
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4.2 功率因数对供电系统的影响
功率因数的基本概念 根据电磁感应原理而工作的，如交流异步电动机、变压器
等都需要从电源吸收一部分电流，用来建立交变磁场，为能量 的输送和转换创造必要的条件。这些建立磁场的电流在相位上 落后于电压90°的电角度，所以在半个周期内吸收电功率，而 在另半个周期内释放电功率，并且两者相等，总体上并不消耗 能量，这就是通常所称的感性无功功率。也就是交流电路内电 源和磁场相互交换的功率。
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2、供电线路及变压器的损耗增大 有功功率损耗与电流平方成正比，与功率因数的平方成反比，
如果功率因数降低或电流增大，有功功率损耗则以平方关系增加 。
PI2RU2cP2os2R103
3、发电机的出力降低 对电力系统的发电设备来说，无功电流的增大，对发电机转子
的去磁效应增加，电压降低，如过度增加励磁电流，则使转子绕 组超过允许温升。为了保证转子绕组正常工作，发电机就不允许 达到预定的出力。此外，原动机（汽轮机、柴油机等）的效率是 按照有功功率衡量的，当发电机发出的视在功率一定时，无功功 率的增加会导致原动机效率的相对降低。
本章的重点是：功率因数对供电系统的影响、降低 变压器损耗的技术措施、降低线路损耗的技术措施。
本章的难点是：功率因数的计算、合理控制变压器 的运行台数的计算，提高自然功率因数的措施和谐波治 理*。
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4.1 供电系统组成
从电网送到企业的电能，经降压后分配到各用电车间或用电设 备，这就构成企业内部的供电系统。它由高压及低压配电线路、变 （配）电所和用电设备组成，如图4-1所示。
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4.3 降低变压器损耗技术措施
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图4-2 有用功、无用功率和视在功率的关系 图4-2中φ角为功率因数角，它的余弦（cosφ)是有功 功率与视在功率之比，称为功率因数。即：
由功率三角形可见，在一定的有功功率时，若用电企业所需的无功功率 越大，则其线路电流及视在功率都相应增加，从而加大了供电线路及变压器的 容量，这样不仅增加了供电设备的负ຫໍສະໝຸດ Baidu及投资，而且加大了线路损耗，必将造 成电能的浪费，同时还会造成线路压降加大，影响供电质量等不良效果，因此 应采取措施， 设法减少线路上的无功电流。
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4.2 功率因数对供电系统的影响
功率因数的计算：
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4.2 功率因数对供电系统的影响
1、已知某企业2009年12月份有功电量为54000kWh，无功电量为23000kvar ，计算该用户按当月统计考核的加权平均功率因数cosφ。
解：当月加权功率因数等于：
co s W P 1
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4.1 供电系统组成
➢供电损耗：在企业内部的电能输送和分配过程中，电流经过线路和 变压器等设备时，会产生功率损耗和电能损耗，这些损耗称为供电损 耗。 ➢线损率：供电损耗电能占输入电能的百分比（或功率损耗占输入功 率的百分比）
线损一般可分为可变损耗和固定损耗两部分。可变损耗是指当 电流通过导体时所产生的损耗，导体截面、长度和材料确定后，其损 耗随电流的大小而变化。而固定损耗与电流大小无关，只要设备接通 电源，就有损耗。可变损耗包括降压变压器、配电变压器的铜损及线 路和接户线的铜损。固定损耗是指降压变压器、配电变压器的铁损， 电力电容器的介质损失，电度表电压线圈的损耗等。
要求 识记
考试标准 内容
供电损耗的组成、线损率的概念
线损类型
识记
功率因数的基本概念
领会
功率因数对供电系统的影响
应用
功率因数的计算
识记
降低变压器损耗技术措施的类型
应用
合理控制变压器的运行台数
适用范围
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考纲要求
所在节
要求
考试标准 内容
识记
降低线路损耗技术措施的类型
4.4降低线路损耗的技术 措施
1
0.85
W P 2W Q 2
1W W Q P2
1 （ 23)02 00 54000
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4.2 功率因数对供电系统的影响
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4.2 功率因数对供电系统的影响
功率因数对供电系统的影响（P130~131) 1、供电线路及变压器的电压损失增大
U PRQX UU
电压损失由两部分组成，一部分是输送有功功率P产生 的；另一部分是输送无功功率Q产生的。供电线路的电抗X 要比R大2〜4倍，即供电线路的电压损失大部分是由于输送 无功功率产生的。变压器的电抗X 比电阻R要大5〜10倍， 可以认为变压器的电压损失几乎全部是输送无功功率产生 的。
第4章 供电系统节能
第4章供电系统节能改
本章主要内容
第一节 供电系统组成 第二节 功率因数对供电系统的影响 第三节 降低 变压器损耗的技术措施 第四节 降低线路损耗的技术措施 第五节 电力品质改善
第4章供电系统节能改
考纲要求
所在节 4.1 供电系统组成
4.2功率因数对供电系统 的影响
4.3降低变压器损耗的技 术措施
若在交流电网中投入电容器，并忽略电容器的介质损耗 时，电容器的电流将超前于电压90°的电角度，所以在半个周 期内放电，在另半个周期内充电，同样不消耗能量，称之为容 性无功功率。
在电力系统网络中，一般以感性负载为主，所以同时存在 有功功率和无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需 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，称为有功功率。对于感性负载来说，其有 功功率P（kW)、无功功率Q (kvar)及视在功率S (kVA)之间存 在如下：