無功補償全稱無功功率補償,是一種在供電系統中起到提高電網功率因數、降低供電變壓器及輸送線路損耗、提高供電效率、改善供電環境的技術。
一、無功補償的原理
1、有功功率和無功功率
電網輸出的功率包括有功功率和無功功率兩部分。
1)有功功率
直接消耗電能,把電能轉變為機械能、熱能、化學能或聲能,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率;
2)無功功率
不消耗電能,只是把電能轉換為另一種形式的能,這種能作為電氣設備能夠作功的必備條件,且在電網中與電能進行周期性轉換,這部分功率稱為無功功率。如電磁元件建立磁場占用的電能、電容器建立電場所占的電能。
2、無功補償的原理
電流在電感元件中作功時,電流超前于電壓90°;而電流在電容元件中作功時,電流滯后電壓90°。在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,互差180°。如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件,使兩者的電流相互抵消,使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小,從而提高電能作功的能力,這就是無功補償的原理。
二、無功補償的意義
1 、補償無功功率,可以增加電網中有功功率的比例常數。
2 、減少發、供電設備的設計容量,減少投資。例如當功率因數cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95時,裝1Kvar電容器可節省設備容量0.52KW;對原有設備而言,相當于增大了發、供電設備容量。因此,對新建、改建工程,應充分考慮無功補償,便可以減少設計容量,從而減少投資。
3 、降低線損,由公式ΔΡ%=(1-cosθ/cosΦ)×100%得出其中cosΦ為補償后的功率因數,cosθ為補償前的功率因數則:cosΦ>cosθ,所以提高功率因數后,線損率也下降了,減少設計容量、減少投資,增加電網中有功功率的輸送比例,以及降低線損都直接決定和影響著供電企業的經濟效益。所以,功率因數是考核經濟效益的重要指標,規劃、實施無功補償勢在必行。
三、無功補償的方式
1、集中補償
在高低壓配電線路中安裝并聯電容器組;
2、分組補償
在配電變壓器低壓側和用戶車間配電屏安裝并聯補償電容器;
3、單臺電動機就地補償
在單臺電動機處安裝并聯電容器等。
四、無功補償應注意事項
1 、在輕負荷時要避免過補償,倒送無功造成功率損耗增加,也是不經濟的。
2 、功率因數越高,每千伏補償容量減少損耗的作用將變小,通常情況下,將功率因數提高到0.95就是合理補償。
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