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工業配電中無功補償有沒有必要?

晶品電氣2019-12-08 10:24:57

???? 小編近日在調試公司一脫硫廢水處理項目,對功率因數這一參數進行了調研。根據項目儀表顯示,自投運開始后,有功電量累計為14008kWh,無功電量累計為15106kvarh,初步計算其低壓母線端功率因數cosΦ=0.68,在系統(基本為電動機設備)未全部運行的情況,0.68的功率功率因數已經很低了 。所以我們來討論一下增加無功補償的必要性。


? 1、無功功率是以什么形式存在的?

??????? 電網輸出的功率包括兩部分:一是有功功率: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;二是無功功率: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,并且,這種能是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。

?????? 工廠里有大量的感性負載,例如電動機和變壓器。但對于整個低壓配電網來說,最大的感性負載恰恰就是電力變壓器的繞組。所以無功補償的位置通常離變壓器最近。

2、無功功率對電網有什么壞處?

???? 無功功率是電網中必然存在物理量。對于現場的感性負載,它產生的無功功率沿著電纜在傳送,使得電纜出現發熱。增加電纜耗能的同時,也會降低電纜的使用壽命。假如遇到變頻器等晶閘管回路,產生諧波會讓繞組發熱。

3、無功補償的機理是什么?

???? 電感會吸收能量,也會釋放能量,當電感釋放能量時,會將能量回饋回電網,這一過程會造成不必要的線路損耗!如果在電感兩側并上電容,當電感釋放能量時,剛好電容吸收能量,這時這部分能量就不回饋回電網,而是到了就近的電容,從而減少了電能在線路上造成的損失。而當電感需要吸收能量時,恰恰電容釋放能量。

4、無功補償的帶來哪些好處?

??? 1)、增加電網中有功功率的比例常數。以一臺2000kVA的變壓器80%的負載率為例,補償功率因數至0.9,可以輸出1440kW的有功功率。相反,以0.70功率因數、變壓器80%的負載率運行下,則需要配置一臺2500kVA的變壓器。

?? 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;反之,增加0.52KW對原有設備而言,相當于增大了發、供電設備容量。以一臺2000kVA的變壓器補償600kVar為例,則可以多增加312kW的有功電能輸出。以因此,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。比如本項目,供電方(電廠)的收費方式采取裝機容量(變壓器容量)+有功電能抄表的雙重疊加收費方式,所以對裝機變壓器降容就有必要去計算一下增加無功補償的經濟性了!

? 3)、鑒于以上對變壓器容量的降低選擇,直接影響其低壓配電母線的短路電流、上級送電高壓系統的設備選擇、下級配電設備及電纜的選型。具體計算本次不再展開,其經濟性值得考慮。

? 4)、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,更有利于電纜的長久安全運行。

? 5)、動態無功補償可以把系統中的自然無功功率值設定為最佳值,并用無功補償的方法使得這個自然無功功率值保持不變。這樣就實現了穩定系統電壓的目的。這種應用在物流配送、行李分揀、汽車制造等產線應用非常廣泛。

5、補償公式該如何計算???

???? 通常在確認低壓開關柜內的電容器容量時只需要進行大致的計算即可,因為低壓開關柜內的補償電容器必須保留有足夠的調整的容量。補償電容器容量與變壓器視在功率之間的經驗公式是:

例:若電力變壓器的視在功率S為1000kVA,試確認補償電容容量。

簡單吧!不過此法對輸出均為饋電回路的低壓開關柜計算補償電容的容量比較有效,當開關柜含有許多電動機回路時,計算值會偏小。

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? ? 綜上所述,在配電系統設計時,功率因數是考核電能經濟效益的重要指標,在新建及改造項目中,無功補償裝置值得考慮。


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