1、低压无功补偿培训低压无功补偿培训目录基本概念无功功率的产生补偿基础知识无功补偿的目的及意义基本概念负载可以分为：电阻性、电感性、电容性。确定电路中的电压U与电流I之间的关系（大小和相位）以及能量的转换和功率问题。电阻型负载电感型负载在电感电路中电流与电压在相位上滞后90（相位差）即电压比电流超前90 电容型负载电流比电压超前90复合型负载实际工程电路，即任何一个电路都是具有R、L、C复合型 L、C都有储能和放能，即与电源之间进行能量交换。小结 电路所具有的参数(R、L、C)不同则电压与电流间的相位差 就不同。在同样的电压 U 和电流 I 之下，这时的 P 和 Q 也不同。cos P/S，我们就
2、把这 cos 称为功率因数 交流电气设备按照规定的U n和 I n来计算和使用：变压器容量用U n额定电压和 I n 额定电流的乘积来表示额定视在功率Sn=UnIn(KVA)无功补偿无功补偿基础知识基础知识有功功率有功功率交流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分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、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，这部分能量我们称之为有功功光能、热能和化学能，这部分能量我们称之为有功功率。率。无功功率无功功率 另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使
3、用，对于外部电路它并没有作功，而是由电能转换为用，对于外部电路它并没有作功，而是由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称之为无功功率。这部分能量我们称之为无功功率。无功补偿无功补偿基础知识基础知识无功功率的定义无功功率的定义 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：电压与无功电流的乘积。流的乘积。QC=UQC=UICIC 其物理意义为：电路中电感元件与电容元件活动所需的功其物理意义为：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。率交换称为无功功率。无功
4、功率是否为无用功率无功功率是否为无用功率 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器也需要大量的无功功率。的电抗器也需要大量的无功功率。无功补偿无功补偿原理原理 电磁元件建立磁场占用的电能电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所电容器建立电场所占的电能占的电能.电流在电感元件中作功时电流在电感元件中作功时
5、电流滞后于电压电流滞后于电压90.90.而电流在电容元件中作功时而电流在电容元件中作功时,电流超前电压电流超前电压90.90.在同一电路中在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反电感电流与电容电流方向相反,互差互差180.180.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件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两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小的夹角缩小,从而提高电能作功的能力从而提高电能作功的能力,这就是无功补这就是无功补偿的原理。偿的原理。无功补偿的基本原理无功补偿无功补偿原理原理无功补偿无功补偿原理原理 电容和电感并
6、联接在同一电路时，当电感吸收能量电容和电感并联接在同一电路时，当电感吸收能量时，正好电容释放能量；电感放出能量时，电容正好时，正好电容释放能量；电感放出能量时，电容正好吸收能量。能量就在它们中间互相交换。即电感性负吸收能量。能量就在它们中间互相交换。即电感性负载所需的无功功率，可以有电容器的无功输出得到补载所需的无功功率，可以有电容器的无功输出得到补偿，因此我们把具有电容性的装置称为：偿，因此我们把具有电容性的装置称为：“无功补偿无功补偿装置装置”。无功补偿无功补偿基础知识基础知识1 1、功率因数、功率因数有功功率与视在功率的比值，叫网络的功率因数。有功功率与视在功率的比值，叫网络的功率因数。
7、COS=P/SCOS=P/S2 2、补偿容量的计算、补偿容量的计算Qc=P(Qc=P()在不知具体参数时，对于一般用电单位，电容器安在不知具体参数时，对于一般用电单位，电容器安装容量可按变压器容量的装容量可按变压器容量的10103030确定。确定。无功补偿无功补偿目的目的1 1、改善设备的利用率、改善设备的利用率因为功率因数还可以表示成如下形式：因为功率因数还可以表示成如下形式：COS=P/S COS=P/S 其中其中U线电压，线电压，kV I线电流，线电流，A可见，在一定的电压和电流下，提高可见，在一定的电压和电流下，提高COS，其输出的有功功率越大。，其输出的有功功率越大。因此，改善功率因
8、数是充分发挥设备潜因此，改善功率因数是充分发挥设备潜力，提高设备利用率的有效办法力，提高设备利用率的有效办法无功补偿无功补偿目的目的2 2、提高功率因数可以减少电压损失、提高功率因数可以减少电压损失电力网电压损失的公式可以求出：电力网电压损失的公式可以求出：UUR+jUX=以上公式可以看出，影响以上公式可以看出，影响U U的因素有四个：线路的有功功率的因素有四个：线路的有功功率P P、无功、无功 功率功率Q Q、电阻、电阻R R和电抗和电抗X X。如果采用容抗为。如果采用容抗为XCXC的电容来补偿，则的电容来补偿，则 电压损电压损失为：失为：U=U=故采用补偿电容提高功率因数后，电压损失故采用
9、补偿电容提高功率因数后，电压损失U U减少，改善了电压质量减少，改善了电压质量。无功补偿无功补偿目的目的3 3、提高功率因数可以减少线路损失、提高功率因数可以减少线路损失 据有关资料，目前全国有近据有关资料，目前全国有近20GA20GA的高耗能变压器在运行，一些城网的高耗能变压器在运行，一些城网高耗能配变变压器占配变变压器总数的高耗能配变变压器占配变变压器总数的5050。许多城网无功功率不足，。许多城网无功功率不足，调节手段落后，造成电压偏低，损耗增大。调节手段落后，造成电压偏低，损耗增大。19951995年全国线损率高达年全国线损率高达7.87.8。通过多方面的努力，通过多方面的努力，199
10、71997年全国线损率才达到年全国线损率才达到8.28.2。与一些发达国家相。与一些发达国家相比，我国线损率约高出比，我国线损率约高出2 23 3个百分点。据统计，电力网中个百分点。据统计，电力网中6565以上的电以上的电能损耗在能损耗在10kV10kV以下的配电网中损耗的，因此配电网中的减少线路损失非以下的配电网中损耗的，因此配电网中的减少线路损失非常重要。常重要。当线路通过电流当线路通过电流I I时，其有功损耗为：时，其有功损耗为：P=3I2R10P=3I2R103 3（kW)kW)由以上公式可见，线路有功损失由以上公式可见，线路有功损失P P与与cos2cos2成反比，成反比，cosco
11、s越高，越高，P P越小。越小。无功补偿无功补偿目的目的 4 4、提高电力网能力的传输、提高电力网能力的传输视在功率与有功功率成下述关系：视在功率与有功功率成下述关系：P=ScosP=Scos可见，在传送一定功率可见，在传送一定功率P P的条件下，的条件下，coscos越高，所需视在功率越小。越高，所需视在功率越小。无功补偿无功补偿补偿原则补偿原则无功电源：无功电源：发电机、调相机、电容器发电机、调相机、电容器 Qmax=QF+QS+QB+QC+QT 无功补偿作用：无功补偿作用：降低线损、稳定电压、降低线损、稳定电压、提高供电质量提高供电质量无功补偿无功补偿补偿原则补偿原则无功补偿原则无功补偿原则 全面规划、合理布局、全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡分级补偿、就地平衡无功补偿无功补偿补偿方法补偿方法集中补偿与分散补偿相结合集中补偿与分散补偿相结合高压补偿与低压补偿相结合高压补偿与低压补偿相结合调压与降损相结合调压与降损相结合
