无功补偿基础知识详解

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无功补偿原理基础知识详解ppt课件

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什么是无功功率
� 从物理概念来解释容性无功功率:由于电容器是贮 藏电场能量的元件,当电容器加上交流电压后,电 压交变时,相应的电场能量也随着变化。当电压增 大,电流及电场能量也就相应加强,此时电容器的 电场能量就将外电源供给的能量以电场能量形式贮 藏起来;当电压减小和电场能量减弱时,电容器把 电场能量释放并输回到外面电路中。交流电容电路 不消耗功率,电路中仅是电源能量与电场能量之间 的往复转换。
7
什么是功率因数
� 非正弦电路的功率因数:
P=UI1 cosφ 1
Q=UI1sinφ 1
S=UI
此时非正弦电路功率因数为:λ = P = I1 cosΦ
UI I
1
式中:cosφ 1—基波功率因数 I1—基波电流
I—总电流
由上式可以看出:功率因数是由基波电流相移和电 流波形畸变两个因素决定的。总电流可以看成由三 个分量,基波有功电流、基波无功电流和谐波电流 组成。
� 需要注意的是:若电容器的实际运行电压与 电容器的额定电压不一致,则电容器的实际 补偿容量QC1为
QC1 =⎝⎜⎜⎛UUNCW⎠⎟⎟⎞2QNC
式中:UW—电容器的实际运行电压 UNC—电容器的额定电压 QNC—电容器的额定容量
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电容器直接补偿的危害及防范措施
� 随着电力电子技术的飞跃发展,我国的工矿企业中 大量的使用以晶闸管为主要开关器件的整流及变频 设备,这些设备都是产生大量谐波的发源地。我们 在许多工矿企业中,经常遇到这样的情况,无功功 率补偿装置(电容器直接补偿)投入后,供电设备 中的电器件(包括变压器、电抗器、电容器、自动 开关、接触器、继电器)经常损坏,这就是谐波电 流被电容器直接补偿引起的谐波放大后而造成的。
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技术关于无功补偿的基础知识(全)

技术关于无功补偿的基础知识(全)

技术关于无功补偿的基础知识(全)出品|正尔科技撰写|姚康1、什么是谐波和基波?电力网络中呈周期性的变化的电压或电流的频率即为基波(又称一次波),我国电网规定频率是50Hz,所以基波是50Hz。

电力网络中除基波(50Hz)外,任一周期性的电压或电流信号,其频率高于基波(50Hz)的称为谐波。

2、无功补偿(Reactive power compensation):在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,改善供电环境。

所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。

合理的选择补偿装置,可以做到最大限度的减少电网的损耗,使电网质量提高。

反之,如选择或使用不当,可能造成供电系统,电压波动,谐波增大等诸多因素。

随着我国用电需求和电力设备的增加,对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。

在电力系统中安装无功补偿装置是提高电能质量和降损的重要手段。

而电力电子技术、智能化系统控制技术的发展也为无功智能补偿技术的应用提供了保障。

一、加强电网无功补偿的重要意义电力系统无功分布是否合理,不仅关系到电力系统向用户提供电能质量的优劣,而且还直接影响电网自身运行的安全性和经济性。

无功补偿配置应根据电网情况,从整体上考虑无功补偿装置在各电压等级变电站、10kV及以下配电网和用户侧配置比例的协调关系,实施分散就地补偿与变电站集中补偿相结合,电网补偿与用户补偿相结合,高压补偿与低压补偿相结合,满足电网安全、经济运行的需要。

目前应用于配电网无功补偿的主要方式有以下几种:1、变电站集中补偿:主要目的是平衡输电网的无功功率,改善输电网的功率因数,提高系统终端变电所的母线电压,补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。

变电站集中补偿一般和主变调档一起用VQC系统进行自动控制。

区域内多个变电站的无功补偿装置联合起来可组成区域电压无功自动控制系统(AVC)。

2、低压集中补偿:一般指在公变的低压侧进行集中并联电容器补偿。

无功补偿讲义

无功补偿讲义

与变压器产生谐振
4.谐波可能引起电力系统局部发生并联谐振或串联谐振, 是谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。
03 方法、原理、优缺点
12
补偿原理
补偿原理
补偿原理
无功补偿装置的组合元件
①无功功率自动补偿控制器 根据电网无功功率是否达到无功设定值来控制电力电容器的投入和切除,并且有过,欠 电压保护功能 ②无触点可控硅模块或智能复合开关 ③电容器(内带放电电阻) ④熔断器 ⑤电流互感器 ⑥避雷器
04 串、并联谐振
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谐振
电容和电抗串联谐振
如图所示的电路中,电容器和电抗器串联,R为电抗器和导线的等效电阻。给电路加正弦电压,当端口的电 压相量与回路中的电流相量同相位时,称为串联谐振。发生串联谐振时的电源频率称为电路的串联谐振频率。 L-C串联电路发生谐振的条件为: ( , 为L-C串联电路的谐振角频率 ),串联电路的谐振频率与电路中的电阻无关。对于每一个L-C串联电路,总有一个对应的谐振
道。因此谐波会流入滤波器的零阻抗通道,而不流入阻抗较大的变压器注入上级网,从而达到就地治理 谐波的目的。
治理方法
谐波治理方法
解决谐波污染的基本思路有两条:一条是装设谐波补偿装置来补偿谐波,这对各种谐波源都适用的;另 一条是对电力电子装置本身进行改造,使其不产生谐波,并且功率因数可控制问1,这个不过只适用于
补偿原理
谐波抑制原理
谐波无功功率的补偿是利用电容器和电抗器的串联谐振特点,通过电容器和电抗器的匹配,可以使该滤 波器对相应的谐波呈零阻抗(如:5次滤波器对5次谐波的阻抗为0、7次滤波器对7次谐波的阻抗为0)。
对于谐波来说,变压器可以等效成一个阻抗不为零的电感,而补偿装置为谐波提供了一个阻抗为零的通

无功补偿基础知识课件

无功补偿基础知识课件

无功补偿的配置与选型
配置原则
按照无功功率的分布和需求,合理配置 无功补偿装置,包括容量、类型、位置等。
VS
选型考虑因素
根据负荷性质、电网条件、运行要求等, 选择合适的无功补偿装置,包括并联电容 器、并联电抗器、静止无功补偿装置等。
无功补偿的监测与控制
监测方法
控制策略
THANKS
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无功补偿基础知识课件
目 录
• 无功补偿基本概念 • 无功补偿设备 • 无功补偿原理 • 无功补偿的应用场景 • 无功补偿的效益与优化 • 无功补偿的相关计算
contents
01
无功补偿基本概念
无功功率定 义
无功功率 视在功率
无功功率的作用
建立和维持磁场
传递能量
无功功率在电力系统中还用于传递能 量。在输电线路中,无功功率有助于 抵消线路的感抗,提高系统的稳定性。
详细描述
在建筑领域中,各种建筑物和公共设施都是无功补偿技术 的应用对象。例如,在高层建筑、医院、商场等建筑物中, 无功补偿技术被广泛应用于供电系统中,以提高供电质量 和节能效果。此外,在公共设施中,如公园、广场等,无 功补偿技术也被广泛应用于照明系统中,以改善照明效果 和节能效果。
05
无功补偿的效益与优化
无功补偿的效益分析
提高电力系统的功率因数
改善电压质量
增加电力设备的容量
延长电力设备的使用寿命
无功补偿的优化策略
合理配置无功补偿设备
根据电力系统的实际情况,合理配置 无功补偿设备的位置、容量和类型, 以达到最优的补偿效果。
动态调整无功补偿
根据电力系统的运行状态和负荷变化, 动态调整无功补偿设备的运行参数, 以达到最优的补偿效果。

技能培训课件-无功补偿基础知识(一)

技能培训课件-无功补偿基础知识(一)

技能培训课件-无功补偿基础知识(一)无功补偿是现代电力系统中的一项重要技术,它可以使电力系统的负荷、电压稳定性和无功功率得到改善。

随着电力系统的复杂性不断提高,掌握无功补偿的基础知识显得越来越重要。

本文将从以下几个方面介绍无功补偿的基础知识。

一、无功补偿的概念和作用无功功率是电路中流动的电流和电压之间的相位差产生的,它在电力系统中增加负载,使得电力系统的负荷、电压稳定性和无功功率都会受到影响。

为了解决这个问题,我们可以采用无功补偿的方法来控制电流和电压之间的相位差,从而降低无功功率在电力系统中的影响。

无功补偿可以通过调整电网阻抗的特性、改变电源的输出特性、调整变压器的连接方式等多种方式来实现。

二、无功补偿技术的分类和原理根据无功补偿的方法不同,它可以分为静止无功补偿和动态无功补偿两种。

静止无功补偿主要是通过电容器、电抗器等电子元件来实现,而动态无功补偿则主要是通过采用可控电力电子器件,例如STATCOM、SVC等来实现。

无论是静止无功补偿还是动态无功补偿,都是通过改变电网的特性参数,来改变电网的无功功率流。

三、无功补偿技术的应用场景无功补偿技术的应用场景非常广泛,可以用于电力系统的各个领域。

例如,在输电线路中,通过采用无功补偿技术可以避免因无功功率导致的过载问题;在电力变压器中,通过增加电容器等无功补偿装置,可以改善电力变压器的性能参数,避免负载电流的大幅度变化,从而提高电力系统的电压稳定性和供电质量。

四、无功补偿技术的未来发展方向虽然无功补偿技术已经得到广泛的应用,但是随着工业化、城市化进程的不断加速,对电力系统的负荷和安全要求也在不断提高。

因此,未来的无功补偿技术不仅需要提高无功补偿的效率和稳定性,还需要采用智能化控制技术、多源协调控制技术、大数据分析和优化技术等,来解决电力系统中的无功问题。

总之,无功补偿技术作为电力系统中的重要技术,掌握无功补偿的基础知识对于电力工程师和技术人员来说是非常必要的。

无功补偿讲议-基础知识(第一讲)

无功补偿讲议-基础知识(第一讲)

第一讲:基础知识一、为什么要进行无功补偿?交流电力系统需要电源供给两部分能量,一部分用于作功而被消耗掉,这部分能量将转换成机械能、光能、热能和化学能,我们称之为“有功功率”。

另一部分能量是用来建立磁场,用于交换能量使用的,对于外部电路它并没有作功,有电能转换为磁能,再有磁能转换为电能,周而复始,并没有消耗,这部分能量我们称之为“无功功率”。

无功是相对于有功而言的,不能说无功是无用之功,没有这部分功率,就不能建立感应磁场,电动机、变压器等设备就不能运转。

在电力系统中,除了负荷无功功率外,变压器和线路上的电抗上也需要大量的无功功率。

在电网中安装并联电容器、同步调相机等容性设备以后,可以供给感性电抗消耗的部分无功功率小电网电源向感性负荷提供无功功率。

也即减少无功功率在电网中的流动,因此可以降低输电线路因输送无功功率造成的电能损耗,改善电网的运行条件。

这种做法称为“无功补偿”。

无功功率的定义国际电工委员会给出的无功功率的定义为:电压与无功电流的成积。

QC=U ×I C其物理意义为:电路中电感元件与电容元件活动所需的功率交换称为无功功率。

(插入讲解电感元件及电容元件)电磁(电感)元件建立磁场占用的电能,电容元件建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电压超前于电流90℃.而电流在电容元件中作功时,电流超前电压90℃.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的原理。

(电容元件、电感元件均为动态元件,电容元件的电流是电压与时间的导数关系,dtdu c i =,电感元件的电压是电流与时间的导数关系,dtdiL u=)矢量图:a),同样的,将电容上的电压与电容电流IC相乘得到电容的功率曲线PC(图b)。

如图(a)所示,功率在第二个和第四个1/4周期内电感在吸收功率,并把所吸收的能量转化为磁场能量;而在第一和第三个1/4周期内电感就放出功率,储存在磁场中的能量将全部放出。

无功补偿基础知识

无功补偿基础知识
定期检查连接线的温度,尤其是与接触器和保险的连接点 定期对接触器的端子进行紧固
定期检查每一路的三相补偿电流是否一致
定期检查电抗器和电容的温度 定期检查电容的外形 简单介绍无功补偿发展的趋势
占用电力设备容量,降低发、供电设备的有效利用率。
增加部分企业的电费支出,加大生产成本。
无功补偿的原理
把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并接在同一电路 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。 这样,感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功 功率中得到补偿,而不再占用变压器的容量,这就是无功补 偿的原理。
无功补偿
基础知识
电能质量
电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质。 理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压 对用户供电。同时,在三相交流系统中,各相电压和电流的 幅值应大小相等、相位对称且互差120°,但由于系统中的 发电机、变压器和线路等设备非线性或不对称,负荷性质多 变加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等 原因,这种理想的状态并不存在,因此产生了电网运行、电 力设备和供用电环节中的各种问题,也就产生了电能质量的 概念。围绕电能质量的含义,从不同角度理解通常包括:
电容的自愈能力
自愈式电容器采用单层聚丙烯膜做为介质,表面蒸镀了一层薄金属作为导电 电极。当施加过高的电压时,聚丙烯膜电弱点被击穿,击穿点阻抗明显降低, 流过的电流密度急剧增大,使金属化镀层产生高热, 击穿点周围的金属导体迅速蒸发逸散,形成金属镀层空白区,击穿点自动恢 复绝缘。
无功补偿的维护
巡视时应注意其三相补偿电流是否存在并相等
视在功率、有功功率、无功功率

无功补偿的基础解释

无功补偿的基础解释

无功补偿的基础解释一、功率的概念1、视在功率:视在功率是指发电机发出的总功率,其中可以分为有功部分和无功部分。

2、有功功率: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。

3、无功功率:是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。

它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。

凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。

无功功率不做功,但是要保证有功功率的传导必须先满足电网的无功功率。

二、需要无功补偿的原因在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。

如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。

但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要,所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户对无功功率的需要,这样用电设备才能在额定电压下工作。

无功补偿是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路,能量在两种负荷之间相互交换。

这样,感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。

三、无功补偿的一般方法无功补偿通常采用的方法主要有3种:低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。

下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。

(1)低压个别补偿低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接,它与用电设备共用一套断路器。

通过控制、保护装置与电机同时投切。

随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗,以补励磁无功为主。

低压个别补偿的优点是:用电设备运行时,无功补偿投入,用电设备停运时,补偿设备也退出,因此不会造成无功倒送。

具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。

无功补偿原理基础知识详解 (一)

无功补偿原理基础知识详解 (一)

无功补偿原理基础知识详解 (一)无功补偿是电力系统中十分重要的一环,能够在电网历史上扮演着至关重要的角色。

这篇文章将会详细介绍无功补偿的基础知识,让读者能够更加深入了解无功补偿的原理和应用。

一、无功补偿的意义在电力系统中,无功功率是一种看不见的功率,其并不向负荷输出,但是却会对电网造成一定的损耗和成本。

因此,为了最大程度地降低电网的无功功率,就必须引入无功功率的补偿。

无功补偿的作用在于,能够消除因为电网运作而产生的无功功率,从而减少能量的损失。

同时,对于变电站来说,也需要进行无功补偿,以确保变电站的容量可以被充分利用。

二、无功补偿的基本概念无功功率是指负载所需的无功电流与电压之积,也就是说,无功功率是由电感器和电容器等无功元件贡献的。

因此,无功补偿基于的就是对电感和电容的控制。

具体来说,无功补偿可以通过引入电容器和电感器两种方式实现。

在无功补偿过程中,电容器能够提供无功功率,并抵消电感器产生的无功功率。

因此,引入电容器后,可以达到减少无功功率的目的。

三、无功补偿的应用无功补偿广泛应用于电力系统中,其基本应用方式包括静态无功补偿和动态无功补偿。

静态无功补偿通常采用电容器组,作为一种被动补偿,其主要作用在于动态地响应网络的无功电流需求。

动态无功补偿则是采用高速控制系统,能够快速控制电网内的电容器或电感器,以实现电网的快速校正。

四、无功补偿的影响无功补偿存在对电力系统产生多种影响问题,包括电网安全性、稳定性、综合能量效率等。

通过合理的无功补偿方式,电网络可以在保持良好质量的情况下,尽可能地减少无功功率损失。

同时,不合理的无功补偿方式也会给电力系统带来消极影响,甚至影响电能的稳定供应。

五、无功补偿的发展趋势全球范围内,无功补偿技术的不断发展,使其不断适应复杂的电力系统环境,为保障电力系统的安全运行提供了重要的技术手段。

在未来的发展中,随着国家能源政策的调整,无功补偿将呈现更加广泛的应用景观,为保障电力系统的安全供应提供更加重要的技术支撑。

无功补偿基础知识

无功补偿基础知识

补偿效益分析
1、力率电费:是指电力用户无功消耗量过大,造成功率因数
Ø • • Ø • • Ø 低于国家标准,从而按电费额的百分比追收的电费。详见功 率因数调整电费表 高压计量的用户: 力率电费=(电度电费+基本电费)×罚款比例 奖励电费=(电度电费+基本电费)×奖励比例 低压计量的用户: 力率电费=电度电费×罚款比例 奖励电费=电度电费×奖励比例 电度电费:是 指动力电费,不包括照明电费,照明是不收力 率电费的.对于低压计量的用户电度电费中还包括线损电费 和变压器的有功损失电费. 基本电费:高压计量的用户当变压器的容量超过
无功补偿知识培训
讲解人:赵海军
什么叫无功?
电源能量与感性负载线圈中磁场能量或容
性负载电容中的电场能量之间进行着可逆 的能量交换而占有的电网容量叫无功,无 功功率表达式如下:
Q UI sin
式中无功量 Q 的单位为Var(乏),线电压 的单位为V(伏),视在电流I单位为A Q (安)。
无功及分类
新式、老式无功补偿设备比较
新式、老式无功补偿设备比较
电容柜组成元件及其功能
• 1、 避雷器:避免雷击过电压。 • 2、 刀开关:通断电、有明显的断开点、 便于维护。 • 3、 刀熔开关:通断电;熔断保护;有明 显的断开点。 • 4、 电流互感器:给电流表输入电流信号。 • 5、 控制保险:保护整个控制回路。
GB1800 高压无功补偿控制器
• GB1800 系列高压无功补偿控制器是全新一代高压智能无功 补偿控制器,可以通用于10kV 以内所有电网场合。控制器 采用了彩色全中文液晶显示,人机界面友好,谐波检测功 能完善,不但有各次谐波的电压电流畸变率,同时显示对 应各次谐波的柱状图,可更直观的观察到电网谐波状态。 强大的数据存储功能,提供了故障查询的数据支持,支持 按年,月,日,小时查看各电网参数(无功功率,功率因数, 电压,电流,有功功率,视在功率,谐波畸变率)的最大 值,最小值,以及在时间段内的波形趋势图。本控制器具 有各种保护功能,如过压,欠压,过流,欠流,谐波,拒 投,拒切等等,并且带开入量保护等。控制器采用32位 ARM微处理器芯片、多任务操作系统内核。海量存储,交 流采样技术、LCD中文显示,四象限分析等技术,实现了实 时数据采集、通讯、历史数据存储、故障报警、电网谐波 分析、无功补偿等功能,可以控制多达16 路电容组、16 路 开关量监测,可以直接连接电脑进行联机操作。主要应用 于高压配电网,监测配电变压器、配电线路运行状态和补 偿电网无功,根据无功功率大小,功率因数和电压范围, 自动控制电容器投切进行补偿,有效地提高供电电压质量、 提高配电网络的安全稳定及经济运行水平。

无功补偿原理基础知识详解

无功补偿原理基础知识详解

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3
什么是无功功率
� 从物理概念来解释容性无功功率:由于电容器是贮 藏电场能量的元件,当电容器加上交流电压后,电 压交变时,相应的电场能量也随着变化。当电压增 大,电流及电场能量也就相应加强,此时电容器的 电场能量就将外电源供给的能量以电场能量形式贮 藏起来;当电压减小和电场能量减弱时,电容器把 电场能量释放并输回到外面电路中。交流电容电路 不消耗功率,电路中仅是电源能量与电场能量之间 的往复转换。
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15
无功补偿的安排方式
� 3.就地补偿:装设在异步电动机或电感性 用电设备附近,就地进行补偿。这种方式既 能提高用电设备供电回路的功率因数,又能 改变用电设备的电压质量。 *无功补偿的节能只是降低了补偿点至发电机 之间的供电损耗,所以高压侧的无功补偿不 能减少低压网侧的损耗,也不能使低压供电 变压器的利用率提高。根据最佳补偿理论, 就地补偿的节能效果最为显著。
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19
功率因数指标
� 我国对功率因数的要求:
�对供电公司的要求:110KV站,功率因数在 0.95~0.98之间。
220KV站,功率因数在0.95以上。
�对用户的要求:100KVA以上的变压器,功率因 数大于0.9。
�对农灌的要求:100KVA以上的变压器,功率因 数大于0.8。
.
20
电容器无功补偿原理
率因数越高,需要电网传输的功率越小。
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14
无功补偿的安排方式
� 1.集中补偿:装设在企业或地方总变电所 6~35KV母线上,可减少高压线路的无功损 耗,而且能提高本变电所的供电电压质量。
� 2.分散补偿:装设在功率因数较低的车间 或 村镇终端变、配电所的高压或低压母线上。 这种方式与集中补偿有相同的优点,但无功 容量较小,效果较明显。

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02
无功补偿设备介绍
同步调相机
总结词
同步调相机是一种早期的无功补偿设备,通过调节发电机的励磁电流来吸收或发 出无功功率。
详细描述
同步调相机在电力系统中应用广泛,但存在运行效率低、噪音大等缺点。它主要 通过调节发电机的励磁电流来吸收或发出无功功率,以维持电力系统的稳定。
静止无功补偿器(SVC)
总结词
静止无功补偿器是一种基于晶闸管控制的电抗器和电容器组 合的无功补偿装置。
详细描述
静止无功补偿器(SVC)由基于晶闸管控制的电抗器和电容 器组合而成,具有响应速度快、调节范围广等优点。它可以 在电力系统中迅速吸收或发出无功功率,以维持电压稳定。
静止无功发生器(SVG)
总结词
静止无功发生器是一种采用全控型器件 IGBT或IGCT等电力电子器件实现无功补 偿的装置。
详细描述
电力系统中的无功补偿可以改善电力质量,提高电压稳定性和电力系统的运 行效率。通过在输电线路中增加无功补偿装置,可以减少线路损耗,提高电 力输送效率。
工业无功补偿
总结词
稳定工业电力系统和保护设备
详细描述
工业电力系统中的无功补偿可以稳定电力系统的电压和电流,保护设备和电机免 受过电压或欠电压的影响,提高设备的运行效率和延长使用寿命。
06
无功补偿基础知识总结与思考
无功补偿基础知识的回顾与总结
无功补偿的基本概念
无功补偿指的是通过在电力系统中安装无功补偿装置,以提供必要的无功功率,从而改善 电力系统的电压质量和稳定性,同时提高电力系统的经济性。
无功功率的产生
无功功率主要产生于电动机、变压器等感性负荷设备,这些设备在能量转换过程中需要消 耗无功功率。
VS
详细描述

无功补偿基础知识详解

无功补偿基础知识详解

无功补偿基础知识详解一、功率的概念 ........................................................................... 错误!未定义书签。

二、需要无功补偿的原因 ........................................................... 错误!未定义书签。

三、无功补偿的一般方法 ........................................................ 错误!未定义书签。

四、无功补偿装置的分类 ........................................................ 错误!未定义书签。

五、采用无功补偿的优点 ........................................................ 错误!未定义书签。

六、无功补偿的应用例子 ........................................................... 错误!未定义书签。

一、功率的概念1、视在功率:视在功率是指发电机发出的总功率,其中可以分为有功部分和无功部分。

2、有功功率: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。

3、无功功率:是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。

它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。

凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。

无功功率不做功,但是要保证有功功率的传导必须先满足电网的无功功率。

二、需要无功补偿的原因在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。

如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。

无功补偿基础知识讲解

无功补偿基础知识讲解

无功补偿基础知识讲解嘿,朋友!今天咱来聊聊无功补偿这个听起来有点高大上的玩意儿。

您知道不,就像咱人干活得有力气一样,电在电路里跑也得有劲儿。

这“劲儿”呢,在电学里就叫功率。

功率分两种,一种叫有功功率,一种叫无功功率。

有功功率就好比是实实在在干活儿的工人,能把东西搬来搬去,真真切切地做出有用的功。

无功功率呢,就像是指挥交通的交警,虽然没直接搬东西,但没他们指挥,交通就乱套,活儿也没法好好干。

无功功率在电路里也起着至关重要的作用呢!它能保证电力系统的稳定运行,就像房子的大梁一样,支撑着整个结构。

要是没有无功功率,那电路就像没了主心骨,乱七八糟,各种电器设备也没法正常工作。

无功补偿是啥?简单说,就是给电路“补营养”,让无功功率恰到好处。

这就好比人吃饭,得营养均衡,缺啥补啥。

无功补偿装置就像是电路的“营养师”,能根据电路的需求,精准地补充无功功率。

比如说,电容器就是常见的无功补偿设备。

它就像个能量仓库,能在电路需要的时候释放出无功功率。

这和咱家里的存钱罐有点像,平时攒着,关键时候拿出来用。

那为啥要搞无功补偿呢?您想想,电路里无功功率不足,电压就不稳定,电器设备容易出毛病,就像人营养不良会生病一样。

而且,无功功率不足还会增加线路损耗,这可都是真金白银的损失啊!这不就像车跑起来耗油多,费钱又不划算嘛。

再举个例子,工厂里的大型电机启动的时候,需要大量的无功功率。

如果没有无功补偿,电压瞬间下降,其他设备可能就跟着遭殃,生产就得受影响,那损失可就大了去了!所以说,无功补偿可不是什么可有可无的东西,它是保障电力系统稳定、高效运行的关键。

就像我们的生活离不开水和电一样,电力系统也离不开无功补偿。

总之,无功补偿是电力世界里的重要角色,了解它的基础知识,能让我们更好地用电,让电力为我们的生活和生产发挥更大的作用!您说是不是这个理儿?。

无功补偿基础知识及供用电政策

无功补偿基础知识及供用电政策

无功补偿基础知识及供用电政策1.基本概念1)有功功率当电能转换成其它型能量时,如:电流通过白炽灯发光,通过电动机的传动使电能转换成机械能,通过钢厂电弧炉使电能转换成热能,通过化工厂的电解槽使电能转化成化学能等,这些在能量的转变过程中做功的电能,叫做有功电能,也称其为有功功率。

有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率。

式中有功功率的单位W(瓦),通常用KW表示。

线电压的单位为V(伏),视在电流I为单位A(安)。

2)无功功率在交流电路中,除了电阻负载以外,还有电感负载和电容负载。

如在电力网中使用最多的电动机与变压器,在运行中要产生磁场,而电容器及空载输电线则产生电场。

交流电在电源与这类电感或电容负载之间往返流动,在流动中通过磁场或电场时,不会使电能转换成热能、机械能、化学能或其他任何类型的能量。

此电能既不做功也不消耗,这种电能我们称它们为无功电能,也称其为无功功率。

无功功率绝不是无用功率,它的用处很大。

电动机需要建立和维持旋转磁场,使转子转动,从而带动机械运动,电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。

变压器也同样需要无功功率,才能使变压器的一次线圈产生磁场,在二次线圈感应出电压。

因此,没有无功功率,电动机就不会转动,变压器也不能变压,交流接触器不会吸合。

式中无功功率的单位为Var(乏),通常用Kvar表示。

线电压的单位为V(伏),视在电流I单位为A(安)。

a)感性无功功率电流矢量滞后电压矢量90度,如:电动机、变压器线圈、晶闸管变流设备等,这类负载产生的无功功率为感性无功功率;b)容性无功功率电流矢量超前电压矢量90度,如:电容器、电缆输配电线路、电力电子超前控制设备等,这类负载产生的无功功率为容性无功功率;3)视在功率有功功率与无功功率的向量和称之为视在功率,用S表示。

有功电流与无功电流的向量和称之为视在电流。

4)功率因数有功功率与视在功率的比值,称为功率因数。

功率因数是一个比值,没有单位。

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无功补偿基础知识详解一、功率的概念 (2)二、需要无功补偿的原因 (2)三、无功补偿的一般方法 (2)四、无功补偿装置的分类 (3)五、采用无功补偿的优点 (5)六、无功补偿的应用例子 (6)一、功率的概念1、视在功率:视在功率是指发电机发出的总功率,其中可以分为有功部分和无功部分。

2、有功功率: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。

3、无功功率:是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。

它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。

凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。

无功功率不做功,但是要保证有功功率的传导必须先满足电网的无功功率。

二、需要无功补偿的原因在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。

如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。

但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要,所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户对无功功率的需要,这样用电设备才能在额定电压下工作。

无功补偿是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路,能量在两种负荷之间相互交换。

这样,感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。

三、无功补偿的一般方法无功补偿通常采用的方法主要有3种:低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。

下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。

(1)低压个别补偿低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接,它与用电设备共用一套断路器。

通过控制、保护装置与电机同时投切。

随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗,以补励磁无功为主。

低压个别补偿的优点是:用电设备运行时,无功补偿投入,用电设备停运时,补偿设备也退出,因此不会造成无功倒送。

具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。

(2)低压集中补偿低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧,以无功补偿投切装置作为控制保护装置,根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。

电容器的投切是整组进行,做不到平滑的调节。

低压补偿的优点:接线简单、运行维护工作量小,使无功就地平衡,从而提高配变利用率,降低网损,具有较高的经济性,是目前无功补偿中常用的手段之一。

(3)高压集中补偿高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6~10kV高压母线上的补偿方式。

适用于用户远离变电所或在供电线路的末端,用户本身又有一定的高压负荷时,可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用;补偿装置根据负荷的大小自动投切,从而合理地提高了用户的功率因数,避免功率因数降低导致电费的增加。

同时便于运行维护,补偿效益高。

四、无功补偿装置的分类无功补偿有很多种类:从补偿的范围划分可以分为负荷补偿与线路补偿,从补偿的性质划分可以分为感性补偿与容性补偿。

下面将并联容性补偿的方法大致列举:1、同步调相机调相机的基本原理与同步发电机没有区别,它只输出无功电流。

因为不发电,因此不需要原动机拖动,没有启动电机的调相机也没有轴伸,实质就是相当于一台在电网中空转的同步发电机。

调相机是电网中最早使用的无功补偿装置。

当增加激磁电流时,其输出的容性无功电流增大。

当减少激磁电流时,其输出的容性无功电流减少。

当激磁电流减少到一定程度时,输出无功电流为零,只有很小的有功电流用于弥补调相机的损耗。

当激磁电流进一步减少时,输出感性无功电流。

调相机容量大、对谐波不敏感,并且具有当电网电压下降时输出无功电流自动增加的特点,因此调相机对于电网的无功安全具有不可替代的作用。

由于调相机的价格高,效率低,运行成本高,因此已经逐渐被并联电容器所替代。

但是近年来出于对电网无功安全的重视,一些人主张重新启用调相机。

2、并联电容器并联电容器是目前最主要的无功补偿方法。

其主要特点是价格低,效率高,运行成本低,在保护完善的情况下可靠性也很高。

在高压及中压系统中主要使用固定连接的并联电容器组,而在低压配电系统中则主要使用自动控制电容器投切的自动无功补偿装置。

自动无功补偿装置的结构则多种多样形形色色,适用于各种不同的负荷情况。

对于低压自动无功补偿装置将另文详细介绍。

并联电容器的最主要缺点是其对谐波的敏感性。

当电网中含有谐波时,电容器的电流会急剧增大,还会与电网中的感性元件谐振使谐波放大。

另外,并联电容器属于恒阻抗元件,在电网电压下降时其输出的无功电流也下降,因此不利于电网的无功安全。

3、SVCSVC的全称是静止式无功补偿装置,静止两个字是与同步调相机的旋转相对应的。

国际大电网会议将SVC定义为7个子类:①机械投切电容器(MSC)②机械投切电抗器(MSR)③自饱和电抗器(SR)④晶闸管控制电抗器(TCR)⑤晶闸管投切电容器(TSC)⑥晶闸管投⑦自换向或电网换向转换器(SCC/LCC)根据以上这些子类,我们可以看出:除调相机之外,用电感或电容进行无功补偿的装置几乎均被定义为SVC。

因此,目前一些资料或者广告中大量出现“SVC”字样,其原因不外乎两条:其一是作者自己并不明白SVC的定义,其二就是以普通人不懂的字母组合故弄玄虚。

目前国内市场上被宣传为SVC的产品主要是晶闸管控制电抗器(TCR)和晶闸管投切电容器(TSC)。

对于TSC我们另文叙述,这里只简要介绍一下晶闸管控制电抗器(TCR)。

TCR的基本结构包括一组固定并联连接在线路中的电容器和一组并联连接在线路中用晶闸管控制的电抗器,通常将电抗器的容量设计成与电容器一样。

由于电抗器是用晶闸管控制的,其感性无功电流可以变化。

当晶闸管关断时,电抗器没有电流,而电容器固定连接,因此整套装置的补偿量最大。

当调节晶闸管的导通角时,电抗器的感性电流就会抵消一部分电容器电流,因此补偿量减少,导通角越大,电抗器的电流越大,补偿量就越小。

当晶闸管全通时,电抗器电流就会将电容器电流全部抵消,此时补偿量为0。

在TCR中,当晶闸管的导通角小于90°时,电抗器的电流非正弦含有谐波成分,因此必须将固定电容器组设计成滤波器形式或者配备另外的滤波器。

综上所述,可以看出TCR的结构复杂,损耗大。

但其具有补偿量连续可调的特点,在高压系统中还有应用。

4、STATCOMSTATCOM是一种使用IGBT、GTO、或者SIT等全控型高速电力电子器件作为开关控制电流的装置。

其基本工作原理是:通过对系统电参数的检测,预测出一个与电源电压同相位的幅度适当的正弦电流波形。

当系统瞬时电流大于预测电流的时候,STATCOM将大于预测电流的部分吸收进来,储存在内部的储能电容器中。

当系统瞬时电流小于预测电流的时候,STATCOM将储存在电容器中的能量释放出来,填补小于预测电流的部分,从而使得补偿后的电流变成与电压同相位的正弦波。

根据STATCOM的工作原理,理论上STATCOM可以实现真正的动态补偿,不仅可以应用在感性负荷场合,还可以应用在容性负荷的场合。

并且可以进行谐波滤除,起到滤波器的作用。

但切是实际的STATCOM由于技术的原因不可能达到理论要求,而且由于开关操作频率不够高等原因,还会向电网输出谐波。

STATCOM的结构十分复杂,价格昂贵,可靠性差,损耗大,目前仍处于研究试用阶段,没有实际应用价值。

电抗器(TSR)偿,从补偿的方式划分可以分为串联补偿与并联补偿。

五、采用无功补偿的优点1、根据用电设备的功率因数,可测算输电线路的电能损失。

通过现场技术改造,可使低于标准要求的功率因数达标,实现节电目的。

2、采用无功补偿技术,提高低压电网和用电设备的功率因数,是节电工作的一项重要措施。

3、无功补偿,它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低能耗,改善电网电压质量,稳定设备运行。

4、减少电力损失,一般工厂动力配线依据不同的线路及负载情况,其电力损耗约2%--3%左右,使用电容提高功率因数后,总电流降低,可降低供电端与用电端的电力损失。

5、改善供电品质,提高功率因数,减少负载总电流及电压降。

于变压器二次侧加装电容可改善功率因数提高二次侧电压。

6、延长设备寿命。

改善功率因数后线路总电流减少,使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低,因此可以降低温升增加寿命(温度每降低10°C,寿命可延长1倍)7、最终满足电力系统对无功补偿的监测要求,消除因为功率因数过低而产生的罚款。

8、无功补偿可以改善电能质量、降低电能损耗、挖掘发供电设备潜力、无功补偿减少用户电费支出,是一项投资少,收效快的节能措施。

9、无功补偿技术对用电单位的低压配电网的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益,确定无功功率的补偿容量,确保补偿技术经济、合理、安全可靠,达到节约电能的目的。

六、无功补偿的应用例子例1:某供电企业给某淀粉厂加装470 kvar低压动态补偿电容柜,设定补偿限值cosφ为0.95,小于限值则动态顺序投入电容器组。

如功率因数超前,向线路反送无功功率,则开始顺序切除电容器,使功率因数在一个相对稳定的区域保持动态平衡。

试机时一次电流1050A,cosφ = 0.7,装置动态投入400kvar后,功率因数接近到1,一次电流变为750A,电流是补偿前的电流的70%,即减少线路电流30%左右。

表1列出了补偿前后参数的变化注:按现场控制盘仪表指示例2:某供电企业给某造纸厂加装500 kvar低压动态补偿柜,补偿前功率因数≤0.75,线路电流1300 A,动态补偿到功率因数为0.96后一次电流是1000 A,直观减少线路电流25%左右。

根据电路原理,线路的损耗与负荷电流的平方成正比,线路电流大则损耗大,线路电流减小则线损减少,例1中,补偿前电流为I,补偿后电流大约为0.7×I,根据DP = 3I2R,所以补偿后的线路损耗为补偿前线路损耗值的49 %,线路损耗降低了大约51%左右。

例2中线路补偿后电流大约是补偿前电流的0.77,所以补偿后的线路损耗大概是补偿前线路损耗的59%。

推算出补偿前后功率因数的变化与线路损耗变化的关系:按表2所示:例1功率因数从0.7提高到1,补偿后的线路损耗为补偿前线路损耗的49%;线路功率因数从0.75提高到0.95后,线路损耗为补偿前的63%,降低线损效果明显。

例3:某市能源监测中心于2006年4月24、29、30日对某氨纶股份有限公司B区制冷机、空压机电机进行了电机补偿装置的安装调试,从安装后测试结果看,平均降低电流22-51(A),电机功率因数提高到0.98,(见测试结果对比表),减少了公司内部低压电网的消耗,从而达到了节电的目的。

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