低压电容器补偿柜设计

黔南民族职业技术学院

机电工程系

毕业设计书

题目：低压电容器补偿柜设计

姓名：

专业：机电设备维修与管理

班级：高职机管班

指导教师：

设计完成日期2011年10 月12 日

摘要

本设计主要介绍低压电容器补偿柜的设计过程、原则、方法等，对于广大厂矿企业来说功率因数的高低是关系到电能质量和电网安全、经济运行的一个重要问题，应予充分重视。设计中讨论了影响电力系统功率因数的几个重要因数，提出了相应的解决措施，并结合实际情况，对利用并联电容器进行无功补偿来提高电网的功率因数进行了探讨。电力系统的发展与组成，功率因数及无功补偿和低压电容器补偿柜的设计,根据设计任务书的要求、设备的概述及技术参数等，最终选择满足设计任务书的方案。

关键词：电网无功补偿功率因数

目录

第一节电力系统 (1)

1-1电力系统的概述 (1)

1-2对电力系统运行的基本要求 (2)

1-3电力系统的电压等级负荷 (3)

1-4电力系统的组成 (5)

第二节功率因数的概念 (10)

2-1功率因数的定 (10)

2-2提高自然功率因数的方法 (12)

2-3采用人工补偿装置提高功率因数 (13)

第三节低压电容器补偿柜的设计 (19)

3-1功率因数及无功补偿的计算 (19)

3-2设备的选择 (22)

3-3致谢 (27)

3-4参考文献 (28)

第一章电力系统

1-1电力系统的概述

一、电力系统的基本概念

电力系统——是由发电厂、变电所、输电线、配电系统及负荷组成的。是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。

电力网络——是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。

动力系统——在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。

总装机容量——指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。

年发电量——指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时（kWh）、兆瓦时（MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。

最大负荷——指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。

额定频率——按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为

50Hz。

最高电压等级——是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压。

二、电力系统的发展概况

1882年，英国建成第一座发电厂，原始线路输送的是低压直流电。

同年，法国人德普列茨提高了直流输电电压，被认为是世界上第一个电力系统。

1892年，第一条三相交流输电线路在德国运行，三相交流输电是输送功率、输电电压、输电距离日益增大。

目前，大电力系统不断涌现，甚至出现全国性和国际性电力系统。

我国已建成华东、华北、华中、东北、西北、华南六个跨省电力系统，独立的省属电力系统还有山东、福建、海南、四川、和台湾系统。

三、电力线路接线图

地理接线图:按比例显示电力系统中各发电厂和变电所相对地理位置，它反映电力线路的路径和相互的联接，但不能全显示各个元件的连接情况。

电气接线图:显示系统中各个电力元件之间的电器联系，但不能反映发电厂和变电所的相对地理位置。

1-2对电力系统运行的基本要求

根据电能生产、输送、消费的特殊性，对电力系统运行有如下三点要求。

一、保证可靠持续供电

根据用户对电可靠性的要求，将负荷分为三个等级：

第一级负荷

第二级负荷

第三级负荷

电力系统供电的可靠性，就是要保证一级负荷在任何情况下都不停电，二级负荷尽量不停电，三级负荷可以停电。

二、保证良好的电能质量

良好的电能质量有三个指标：电压质量、频率质量、波形质量。

电压偏移：一般不超过用电设备额定电压±5%。

频率偏移：一般不超过±0.2、0.5Hz。

波形畸变频：指各次谐波有效值平方和的方根与基波有效值的百分比。

三、提高系统运行的经济性

电力系统的经济指标一般是指火电厂的煤耗以及电厂的厂用电率和电力网的网损率等。

环境保护问题也将成为对电力系统运行的基本要求。

联合电力系统是由若干单一系统互联组成，它容易满足对电力系统运行的基本要求，但同时又必须在技术上采取措施，以满足电力系统稳定性的要求。

1-3电力系统的电压等级负荷

一、电力系统的电压等级

电力系统电压等级的确定主要从电力系统输送电能的经济性，生产产品的系统性和经济性两个方面考虑。

说明：

用电设备的容许电压偏移一般为±5%

沿线路的电压降落为10%

在额定负荷下，变压器内部的电压降落为5%

电力线路平均额定电压，是指电力线路首末端所接电气设额定电压的平均值，即

U av =(U

N+

1.1U

N

)\2=1.05U

N

用电设备的额定电压：与线路的额定电压相同。

发电机的额定电压：同步发电机往往接在线路始端，因此,其额定电压比电力线路的额定电压高5%。

变压器的额定电压：一次侧相当于用电设备，其额定电压等于线路的额定电压；

二次侧相当于发电机，其额定电压较线路额定电压高10%。

☺注意：①当一次侧直接和发电机相连时，其额定电压等于发电机额定电压；

②当变压器漏抗较小，或二次侧直接与用电设备相连的厂用变压器，

其额定电压可以只比线路电压高5%。

电力线路的额定电压与输送功率和输送距离的关系