无功补偿演示稿

1、无功补偿装置培训资料目录一、无功补偿的基础知识 1、功率、功率因数的参数、功率、功率因数的参数 2、无功补偿的意义和作用、无功补偿的意义和作用 3、无功补偿的基本原理、无功补偿的基本原理 4、无功补偿的方法、无功补偿的方法二、现有补偿装置存在的问题三、无功补偿的实现四、补偿设备介绍四、补偿设备介绍参数U、I、P、Q、S、cos间关系： Q S P单相电路中：S=U*IP=U*I* cosQ=U*I* sinS=P2+Q2 三相电路中：S=3U*IP=3U*I* cosQ=3U*I* sinS=P2+Q22.无功补偿的意义和作用无功补偿的意义和作用意义：意义： 就近提供负载所需的无功功率，避免负

2、载与电源进就近提供负载所需的无功功率，避免负载与电源进行无功功率交换。行无功功率交换。作用：作用： 1 1）无功补偿改善电能质量）无功补偿改善电能质量 电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。改善电压质量。 负荷负荷(P+Q)(P+Q)电压损失电压损失UU简化计算如下：简化计算如下： U=(PR+QX)/U U=(PR+QX)/U 式中式中:U-:U-线路额定电压，线路额定电压，kV kV P- P-输送的有功功率，输送的有功功率，kW kW Q- Q-

3、输送的无功功率，输送的无功功率，kvarkvar R- R-线路电阻，线路电阻， X- X-线路电抗，线路电抗， 安装补偿设备容量安装补偿设备容量QcQc后，线路电压降为后，线路电压降为U1U1，计算如下：，计算如下： U1=PR U1=PR(Q(QQc)X/U Qc)X/U 很明显，很明显，U1U1UU，即安装补偿电容后电压损失减小了。由式，即安装补偿电容后电压损失减小了。由式(1)(1)、(2)(2)可得出接入无功补偿容量可得出接入无功补偿容量QcQc后电压升高计算如下：后电压升高计算如下： U-U1=QcX/U U-U1=QcX/U 由于越靠近线路末端，线路的电抗由于越靠近线路末端，线路

4、的电抗X X越大，因此从越大，因此从(3)(3)式可以看出，越靠近线路末端装设无功补偿装置式可以看出，越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。效果越好。2 2）、无功补偿降低电能损耗）、无功补偿降低电能损耗 安装无功补偿主要是为了降损节能，如输送的有功安装无功补偿主要是为了降损节能，如输送的有功P P为定值，加装无功补偿设备后功率因数为定值，加装无功补偿设备后功率因数 由由coscos提高到提高到cos1cos1，因为，因为P PUIcosUIcos，负荷电流，负荷电流I I与与 cos cos成反比，又由于成反比，又由于P PIRIR，线路的有功损失与电流，线路的有功损失与电流I I的平方成

5、正比。当的平方成正比。当coscos升高，负荷电流升高，负荷电流I I降低，即电流降低，即电流I I降低，线路有功损耗就成倍降低。反之当负荷的功率因数从降低，线路有功损耗就成倍降低。反之当负荷的功率因数从1 1降低到降低到coscos时，电网元件中功率损耗将增加的百分数为时，电网元件中功率损耗将增加的百分数为PL%PL%，计算如下：，计算如下： PL% PL%(1/-1)100% (1/-1)100% 功率因数降低与功率损耗增加的百分数之间的关系如表功率因数降低与功率损耗增加的百分数之间的关系如表1 1。表表1 1功率因数提高对降低有功功率损耗的影响见表功率因数提高对降低有功功率损耗的影响见表

6、2 2表表2 23 3）、无功补偿挖掘发供电设备潜力）、无功补偿挖掘发供电设备潜力 (1)(1)在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因在设备容量不变的条件下，由于提高了功率因数可以少送无功功率，因此可以多送有功功率。可多送的有功功率此可以多送有功功率。可多送的有功功率PP计算如下：计算如下： P=P1-P=S(cos1-cos) P=P1-P=S(cos1-cos) (2)(2)如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，因此所需要的配变容量也如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，因此所需要的配变容量也相应地减少相应地减少SS计算如下：计算如下： SSS-S1S-S1P(

7、1/cos-1/cos1) P(1/cos-1/cos1) 可以减少供电设备容量占原容量的百分比为可以减少供电设备容量占原容量的百分比为S/SS/S计算如下：计算如下： S/S=(cos1-cos)/cos1=(1-cos/cos1) S/S=(cos1-cos)/cos1=(1-cos/cos1) (3)(3)安装无功补偿设备，可使发电机多发有功功率。系统采取无功补偿后，安装无功补偿设备，可使发电机多发有功功率。系统采取无功补偿后，使无功负荷降低，发电机就可少发无功，多发有功，充分达到铭牌出力。使无功负荷降低，发电机就可少发无功，多发有功，充分达到铭牌出力。 4 4）、无功补偿减少用户电费支

8、出）、无功补偿减少用户电费支出 (1)(1)可以避免因功率因数低于规定值而受罚。可以避免因功率因数低于规定值而受罚。 (2)(2)可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗，因而相可以减少用户内部因传输和分配无功功率造成的有功功率损耗，因而相应可以减少电费的支出。应可以减少电费的支出。 综上所述，采用无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少、收效快的节能综上所述，采用无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少、收效快的节能措施。并联补偿电容器原理简单、使用方便、运行经济、投资省、可以分组措施。并联补偿电容器原理简单、使用方便、运行经济、投资省、可以分组投切保证电压合格率和合理的功率因数。

9、投切保证电压合格率和合理的功率因数。3.无功补偿的基本原理把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负载释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间交换。这样感性负荷所吸收的无功功率可从容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。4、无功补偿的方法电力电容器的补偿有两种方法：并联补偿和串联补偿两种；1.串联补偿：是把电容器直接串联到高压输电线路上，以改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗。这种补偿方法的电容器称做串联电容器，应用于高压远距离输电线路上，用电单位很少应用。2.并联补偿：是

10、把电容器直接与被补偿设备并接到同一电路上，以提高功率因数。这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器，用电企业都是采用这种补偿方法。 二.现有补偿装置存在的问题从外部特性和各项指标及用户反映的情况来看，现有无功补偿装置主要存在以下问题:（1）没有解决无触点安全投切电容和无级调节投入电容容量的问题现有的采用无触点控制的无功补偿装置在电容的无级投切这一点上做的不很理想，大多采用控制触发角来控制投切电容量的多少。这样做会造成较大的冲击电流和引入高次谐波，使晶闸管的寿命变短，因而无触点控制的优势无法充分的体现出来。2）不能提供动态无功补偿的三相均荷控制无功补偿装置通常按三相平衡设计，但是电网中的许多冲击负

11、荷往往具有三相不平衡性质，如冶金电弧炉、大型熔焊机、电气化铁路的电力机车等均为具有随机特征的三相不平衡负荷，民用照明负荷也有显著的不平衡特征。显然，3.3.2 固定补偿方案固定补偿主要综合整个电网的各项年平均参数，根据无功的分布情况选取若干个补偿点，每个点投入若干单位的电容量，使得全年节能效益与经济投入之比达到最佳。这种方法的优点是能综合考虑整个电网的运行特点，既取得了最佳经济效益又兼顾了全网无功潮流的平衡;缺点是补偿容量不能跟随电网的实时运行状况，其最佳值是年平均意义上的，电压波动问题依然存在，当电网负荷发生变化时，这种方法就无能为力了。3.3.3手动补偿方案手动补偿通过若干电容器组的组合，达到改变补偿容量的作用，适用于时间上呈一定规律变化的负荷，缺点是分组过于粗糙，设备体积庞大，需专人守护，并且只针对采样点参数进行计算，不能达到最佳补偿效果。2.2.4自动补偿方案自动补偿是微电子技术在电力系统的应用。控制器根据传感器的数据，计算出当前电网所需的无功补偿量并控制电容器组的投切，达到实时补偿的目。近几年，由于电脑技术的应用，功率因数自动补偿系统的发展进入了一个新阶段。虽然各种微电脑功率因数自动控制器硬件、软件设计不同，但其原理基本如图2一4所