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高功率因数下如何保证充足的无功功率?

2017-01-13 10:59 来源:ZLG致远电子 作者:电源网

说到无功功率,绝大多数人希望越小越好,为零最好,这样的话就能够将更多的能量转化成有功功率而不被浪费。殊不知如果没有无功功率存在,势必会有许多用电设备无法工作,因为很多用电设备都是依靠建立交变磁场进行能量的转换和传递,而建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率便称为无功功率,因此"无功"并不是"无用"的电功率,只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已;在供用电系统中除了需要有功电源外,还需要无功电源,两者缺一不可。

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在电力网的运行中,说道有功无功,必然撇不开功率因数,因为功率因数正是反映电源输出的视在功率被有效利用的程度的最有力指标。

在功率三角形中,有功功率P与视在功率S的比值,称为功率因数2017011306,其计算公式为:2017011304

P为有功功率,Q为无功功率。由上式可知功率因数大小取决于有功无功占比。通常我们会希望功率因数越大越好,这样电路中的无功功率可以降到最小,视在功率将大部分用来供给有功功率,从而提高电能输送的效率。如果功率因数低说明系统用于交变磁场转换的无功功率大。而影响功率因数的主要因素又是什么呢?如何才能实现既保证视在功率的有效利用又有充足的无功功率保证磁场转换呢?

在电力系统中,为了降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率改善供电环境,普遍采用无功补偿的方式来为系统提供充足的无功功率。所以无功补偿在电力系统中起到至关重要的作用,实施方法主要有3种:低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。下面简单介绍各自的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。

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(1)低压个别补偿:

低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接,它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗,以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是:用电设备运行时,无功补偿投入,用电设备停运时,补偿设备也退出,因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。

(2)低压集中补偿:

低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧,以无功补偿投切装置作为控制保护装置,根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行,做不到平滑的调节。低压补偿的优点:接线简单、运行维护工作量小,使无功就地平衡,从而提高配变利用率,降低网损,具有较高的经济性,是目前无功补偿中常用的手段之一。

(3)高压集中补偿:

高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6~10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端,用户本身又有一定的高压负荷时,可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用;补偿装置根据负荷的大小自动投切,从而合理地提高了用户的功率因数,避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护,补偿效益高。

另外,还有一种不需要任何补偿设备的方式,从提高自然功率因数上实现视在功率的有效利用同时又能保证系统正常运行。即采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率,这是一种最经济的提高功率因数的方法。

上面是几种无功补偿的方法以及各自的优缺点,但是如何去评估无功补偿的效果、以及补偿前后功率因数的变化呢?很显然,如果没有补偿前后的对比测试,也就不会有补偿效果的直观展现,致远电子推出的一系列电力检测设备、电能质量分析设备便能够很好的解决这一需求,E6500手持式电能质量分析仪可用于电力系统电能质量情况评估,同时它可记录分析现场的谐波、电压、电流、频率、波动、闪变、功率和三相不平衡等所有电能质量参数,具备高级电能质量测量功能,并且提供专业的上位机分析软件进行二次分析,为用户提供最准确的电力故障诊断分析,为电能质量治理确定整改方向,对补偿整改前后电能质量状况进行全面对比。

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