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功率因數補償方法

發布日期:2014-08-16 |
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    無功補償的主要目的就是提升補償系統的功率因數。因為供電局發出來的電是以KVA或者MVA來計算的,但是收費卻是以KW,也就是實際所做的有用功來收費,兩者之間有一個無效功率的差值,一般而言就是以KVAR為單位的無功功率。大部分的無效功都是電感性,也就是一般所謂的電動機、變壓器、日光燈……,幾乎所有的無效功都是電感性,電容性的非常少見。也就是因為這個電感性的存在,造成了系統里的一個KVAR值,三者之間是一個三角函數的關系!
KVA2=KW2+KVAR2    

    簡單來講,在上面的公式中,如果今天的KVAR的值為零的話,KVA就會與KW相等,那么供電局發出來的1KVA的電就等于用戶1KW的消耗,此時成本效益最高,所以功率因數是供電局非常在意的一個系數。用戶如果沒有達到理想的功率因數,相對地就是在消耗供電局的資源,所以這也是為什么功率因數是一個法規的限制。目前就國內而言功率因數規定是必須介于電感性的0.9~1之間,低于0.9需要接受處罰。這就是為什么我們必須要把功率因數控制在一個非常精密的范圍。

  目前,功率因素補充方法如下:

  1.固定補償

  (1)串聯補償。串聯補償主要用于輸電、配電線路,將電容器與線路串聯,已改變線路參數、減少線路的電壓損失、提高線路末端的電壓水平、減少網絡的功率損耗和提高輸送能力。

  (2)并聯補償。電力系統中的感性負載總電流滯后電壓一個角度,若將電容器與負載并聯,就能抵消一部分電感電流,從而降低了總電流,這就是并聯補償的原理。降低用電設備所需無功功率,提高功率因數,稱為提高自然功率因數,其主要方法有:合理選擇電機容量,控制電動機和電焊機的空載運行等。

  2.自動補償

  自動補償是將并聯電容器的固定補償方式采用自動控制,以調整和適應無功需求的實時變化。自動補償能克服固定補償的缺點,優化無功補償的效果,提高無功補償的能力,實現無功補償的平滑調節,但自動補償裝置的結構相對較為復雜,設備造價也相對較高。

  無功功率補償的方法包括了并聯電容器補償、同步電機補償、動態無功功率補償等。由于并聯電容器具有功率損耗小、安裝、運行、維護方便等優點,目前得到了普遍的應用。但固定并聯補償存在補償功率不能平滑調節的缺點,同時由于電容器輸出無功功率與電壓平方成正比,當系統電壓偏低時,需要更多的無功功率進行補償以提高系統電壓,電容器卻因電壓低而降低了出力。反之,系統不需無功補償時,由于電容器的接入,將使負載端電壓過分升高,影響補償效果,這也是電容器補償的一個缺點。

  此外,有些電力電子設備如整流器、變頻器、開關電源等;可飽和設備如變壓器、電動機、發電機等;電弧設備及電光源設備如電弧爐、日光燈等,這些設備均是主要的諧波源,運行時將產生大量的諧波。諧波對發動機、變壓器、電動機、電容器等所有連接于電網的電器設備都有大小不等的危害,主要表現為產生諧波附加損耗,使得設備過載過熱以及諧波過電壓加速設備的絕緣老化等。   

  并聯到線路上進行無功補償的電容器對諧波會有放大作用,使得系統電壓及電流的畸變更加嚴重。另外,諧波電流疊加在電容器的基波電流上,會使電容器的電流有效值增加,造成溫度升高,減少電容器的使用壽命。   

  諧波電流使變壓器的銅損耗增加,引起局部過熱、振動、噪音增大、繞組附加發熱等。   

  諧波污染也會增加電纜等輸電線路的損耗。而且諧波污染對通訊質量有影響。當電流諧波分量較高時,可能會引起繼電保護的過電壓保護、過電流保護的誤動作。   

  因此,如果系統量測出諧波含量過高時,除了電容器端需要串聯適宜的調諧(detuned)電抗外,并需針對負載特性專案研討加裝諧波改善裝置。
---轉載自網絡


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