工厂电容补偿技术.doc

1、无功补偿的原理 电网输出的功率包括两部分：一是有功功率，二是无功功率.直接消耗电能。把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功。这部分功率称为有功功率；不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率。如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能。电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压90.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件，两者的电流相互抵消，电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理。2：无功补偿的作用1.1提高变配电设备利用率，减少投资费用对低功率因数的负荷进行无功补偿，接入并联电容器,由于无功电流得到补偿，使得负荷电流减少。由于功率因数提高而使变配电设备减少的容量（kVA）可用公式1计算：SP/COS1P/COS2P（COS2COS1）/（COS2COS1） （1）式中：S-为减少的设备容量P-为负荷有功功率COS1-为补偿前负荷功率因数COS2-为补偿后负荷功率因数如1000kW的负荷容量，补偿前功率因数为0.7，从公式1中可计算出当功率因数补偿到0.95时，为该负荷输电的变配电设备容量可减少376kVA，对于新建项目可以减少投资费用（变配电设备容量减少376kVA，可减少基本电费的支出），经济效益明显。1.2降低电网中的功率损耗当负荷的功率因数从1降到COS时，电网中的功率损耗将增加的百分数约为p（%）=（1/COS2-1）100%1.3减少了线路的压降由于功率因数的提高，线路传送电流小了，系统的线路电压损失相应减小，有利于改善末端的电能质量。1.4提高功率因数及相应地减少电费根据国家水利电力部国家物价局1983年颁布的功率因数调整电费办法规定三种功率因数标准值，相应地减少电费：功率因数标准0.90，适用于160千伏安以上的高压供电工业用户、装有带负荷调整电压装置的高压供电电力用户和3200千伏安及以上的高压供电电力排灌站。功率因数标准0.85，适用于100千伏安（千瓦）及以上的其他工业用户，100千伏安（千瓦）及以上的非工业用户和100千伏安（千瓦）及以上的电力排灌站。功率因数标准0.80，适用于100千伏安（千瓦）及以上的农业用户和趸售用户。3：并联电容器无功补偿的种类2.1集中补偿在低压配电所内配置若干组电容器接在配电母线上，补偿供电范围内的无功功率2.2就地补偿将补偿电容器安装于用电负荷附近，或直接并联于用电设备上就地补偿分为两种：一是分散就地补偿，电容器接在低压配电装置或动力箱的母线上，对附近的用电设备进行无功补偿。二是单独就地补偿，将电容器直接接在用电设备端子上或保护设备末端，一般不需要电容器用的操作保护设备，3电容补偿在技术上应注意的问题防止涌流。在电容器投入时，一般情况下伴随着很大的涌流，在IEC出版物831电容器篇中电容器投入涌流的计算公式如下：IsIn2S/Q（3）式中：Is-为电容器投入时的涌流（A）In-为电容器额定电流（A）S-为安装电容器处的短路功率（MVA）Q-为电容器容量（Mvar）在低压电容器回路中，可采用以下方法限制：一是串联电抗器；二是加大投切电容器的容量；三是采用专用电容器投切的接触器。防止系统谐波的影响。由于电容器回路是一个LC电路，对于某些谐波容易产生谐振，造成谐波放大，使电流增加和电压升高。为此可采用串联一定感抗值的电抗器以避免谐振，如以电抗器的百分比为K，当电网中5次谐波较高，而3次谐波不太高时，K宜采用4.5；如中3次谐波较高时，K宜采用12，当电网中谐波不高时，K宜采用0.5。防止产生自励。采用电容器就地补偿电动机无功功率，电容器直接并联在电动机上，切断电源后，电动机在惯性作用下继续运行，此时电容器的放电电流成为励磁电流。如果补偿电容器的容量过大，就可使电动机的磁场得到自励而产生电压，电动机即运行于发电状态，所以补偿容量小于电动机空载容量就可以避免，一般取0.9倍就没关系。QC=0.93UI0（4）式中：Qc-为补偿电容器容量U-为系统电压I0-为电动机空载电流4电容补偿控制的选择及补偿容量的确定4.1电容器组投切方式的选择电容器组投切方式分手动和自动两种。对于补偿低压基本无功及常年稳定的高压电容器组，宜采用手动投切；为避免过补偿或轻载时电压过高，易造成设备损坏的，宜采用自动投切。高、低压补偿效果相同时，宜采用低压自动补偿装置。4.2电容器补偿容量的确定先进行负荷计算，确定有功功率P和无功功率Q，补偿前自然功率因数为cos1，要补偿到的功率因数为cos2。则QC=P(tg1tg2)（5）式中：Qc-为补偿电容器容量P-为负荷有功功率COS1-为补偿前负荷功率因数COS2-为补偿后负荷功率因数确定无功补偿容量时，还应注意以下三点：在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的。功率因数越高，每千乏补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0.95就是合理补偿。就地补偿电容器容量选择的主要参数是励磁电流，因为不使电容器造成自励是选用电容器容量的必要条件，可用公式4计算。采用无功补偿可以提高功率因数，是一项投