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  • 無(wú)功功率及無(wú)功補償
    日期:2024年05月21日     新聞分類(lèi): 技術(shù)中心      瀏覽:509次

    我們經(jīng)常在配電房里可以看到低壓電容柜或者補償柜,或者高壓電容器,相信朋友們都不陌生。

    電容柜裝在高壓柜側的,叫做高壓集中補償;裝在低壓側的,叫做低壓就地補償,基本以低壓就地補償的為多數。那它們到底起什么作用呢?原理又是什么呢?請接著(zhù)看下去。


    (1)從電容柜的模擬說(shuō)起

    低壓電容柜是并聯(lián)在低壓母線(xiàn)上的。低壓電容柜有8組補償電容。低壓電容柜的內部元器件有:刀開(kāi)關(guān)、電流互感器、斷路器、交流接觸器、熱繼電器、補償電容、低壓避雷器等。高壓電容器也差不多,不過(guò)內部元器件全部換成相應高壓等級的了,整體看上去比低壓電容柜要大許多?,F在很多電容柜內部是沒(méi)有熱繼電器的,在熱繼電器的地方取而代之的是一個(gè)小型電抗器,起抑制線(xiàn)路電流突變和諧波的作用,從而保護末端的補償電容。圖中補償電容的型號是“BSMJ-0.4-10-3”,其中數字10就是單個(gè)補償電容能夠提供額定容量為10kvar的無(wú)功,8 組全部投入的話(huà)這個(gè)低壓電容柜就總共可以提供80kvar的無(wú)功。

    這是常見(jiàn)的一個(gè)低壓補償電容。


    (2)什么是無(wú)功功率,為什么要無(wú)功補償

    無(wú)功功率,就是只進(jìn)行了電能形式的轉換,而不是被消耗掉的功率。我們都知道,電氣設備有阻性、容性、感性三種性質(zhì)。阻性,很好理解,電阻形式的,電流通過(guò)阻性的元器件就是被消耗掉了的,例如電吹風(fēng)機通過(guò)電阻絲把吹出來(lái)的空氣加熱,從而電能就轉變成了熱能。容性和感性就不一樣了。容性,比如電容器,只是將電能儲存起來(lái)了,在需要的時(shí)候還是可以釋放出來(lái)的;感性也是,比如電抗器,是將電能轉換成了磁場(chǎng)保存起來(lái)了,也是可以釋放出來(lái)的。所以,從某種意義上來(lái)說(shuō),它們是不做功的,所以稱(chēng)之為“無(wú)功功率”。不過(guò),無(wú)功功率并非無(wú)用功,它實(shí)際上是工業(yè)的基礎。沒(méi)有無(wú)功,只有阻性元器件產(chǎn)生的有功功率的話(huà),根本無(wú)法建立起如今的工業(yè)繁榮。最常見(jiàn)的,電動(dòng)機需要建立和維持旋轉磁場(chǎng),使轉子轉動(dòng),從而帶動(dòng)機械運動(dòng),電動(dòng)機的轉子磁場(chǎng)就是靠從電源取得無(wú)功功率建立的。變壓器也同樣需要無(wú)功功率,才能使變壓器的一次線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng),在二次線(xiàn)圈感應出電壓。因此,沒(méi)有無(wú)功功率,電動(dòng)機就不會(huì )轉動(dòng),變壓器也不能變壓,交流接觸器不會(huì )吸合。


    所以,在正常情況下,用電設備不但要消耗有功功率,同時(shí)還需要從電源中取得無(wú)功功率。

    1)如果用電設備沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng),這些用電設備就不能維持在額定情況下工作,用電設備的端電壓就要下降,從而影響用電設備的正常運行。2)如果用電設備沒(méi)有足夠的無(wú)功功率,向電網(wǎng)中索要無(wú)功功率,就會(huì )增加電網(wǎng)的損耗,加大線(xiàn)路的電壓降,從而影響整個(gè)電網(wǎng)的正常運行。所以,基本上配電房里都會(huì )有電容補償柜,用作就地補償;而且供電公司一般要求電容補償的功率因素達到0.9以上。當然,供電公司也不允許過(guò)多的無(wú)功輸送到電網(wǎng)中,因為這樣會(huì )導致線(xiàn)路的電壓升高。所以,電容補償柜一般都有個(gè)投切開(kāi)關(guān),投到“自動(dòng)”檔位,就可以根據實(shí)際情況投入所需要的電容數量了。

    2)電容補償多少合適呢

    以一臺500kVA的變壓器為例,一般來(lái)說(shuō),配電變壓器的無(wú)功補償容量約為變壓器容量的20%~40%,一般設計人員以30%來(lái)估算,即選取150Kvar為最大補償容量,也就是安裝容量。下面就是針對一臺500kVA的變壓器的無(wú)功補償方案:1)無(wú)功補償容量:150kvar 3×40kvar(20kvar 20kvar)  1×30kvar(20kvar 10kvar)2)智能電容器數量:3臺 SWL-8MZS/450-20.20 1臺 SWL-8MZS/450-20.10如果有電動(dòng)機、變頻器等設備,無(wú)功補償的算法與變壓器的算法又有些不一樣了。也可以通過(guò)補償前后的功率因素對比來(lái)計算所需的無(wú)功補償容量,比如:1)某工廠(chǎng)的有功功率為600KW,無(wú)功功率為800Kvar,視在功率就是1000KVA,相應的功率因素就是600/1000=0.6。2)查詢(xún)無(wú)功補償容量計算系數表,根據補償前后找到相應的系數F。如補償前為0.6,補償后想達到0.95,可以查得系數F=1.0053)再通過(guò)計算公式:有功功率*系數F,就等于所需要補償的無(wú)功總量了。600*1.005=605kvar。4)根據實(shí)際情況,可以適當放大一些余量,以防后續增添設備后無(wú)功。

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