无功补偿与功率因数的提高

1、电气工程学院实验名称：无功功率补偿和功率因数改善课程：电气网络分析课程编号。101C0340学期：2018年春夏老师：孙敦专业：电气工程及自动化姓名：白翰林学生证：日期：星期三早上地点：东3-206，A3桌实验报告课程名称：电网分析讲师：孙盾年级：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。实验名称：无功补偿和功率因数改善实验类型：探究式1.实验目的和要求(必需)2。实验内容和原则(必需)三.主要仪器和设备(必需)。操作方法和实验步骤V.实验数据的记录和处理。实验结果和分析(必需)七.讨论和经验一、实验目的和要求1.了解电力系统无功补偿的原因和意义；2.熟悉荧光灯电路的组成和工作原

2、理，掌握并联电容器无功补偿的原理；3.通过实验学习提高功率因数的方法；4.探讨系统谐波对无功补偿的影响；5.学习测量数据的处理，知道如何得到合理的经验公式。二、实验内容和原则实验内容：1.分别测量串联连接的(1)镇流器(2)灯管(3)的功耗和功率因数2.在荧光灯两端电压不变的情况下，测量电流I、功率效率P、功率因数cos和电容C之间的关系；3.画出电感、电容、电容与电容的关系曲线；4.用伏安曲线计算单位电容的等效电导；5.在分析碘-碳曲线的基础上，找出碘-碳曲线的合理经验公式(Matlab曲线拟合)；6.如何计算电网的三次谐波分量？7.如何计算整个荧光灯负载的输入等效阻抗？8.计算等效阻抗的传

3、递误差。实验原理：当电网电压波形为正弦波，电压和电流同相时，白炽灯、电加热器等电阻性电气设备从电网获得的功率等于电压U和电流I的乘积，即P=UI。感应电气设备，如电机和变压器，在运行过程中需要建立磁场，此时消耗的能量不能转化为有功功率，因此称为无功功率q。此时，电流滞后于电压一个角度。选择变配电设备时，使用视在功率s，即有功功率和无功功率的矢量和：无功功率为：有功功率与视在功率之比为功率因数：cosf=P/S无功功率的传输增加了电网负荷，增加了电网损耗，降低了系统电压。因此，它需要得到当地和当地的补偿。并联电容器可以补偿或平衡电气设备的感性无功功率。当容性无功功率QC等于感性无功功率QL时，电

4、网仅传输有功功率p。根据国家相关规定，高压用户的功率因数应大于0.9，低压用户的功率因数应大于0.85。如果电容功率选择为Qc，功率因数为：cos=P/(P2 (QL-Qc)2)1/2在本实验中，主要利用DG09控制台、荧光灯管等器件对无功功率补偿和功率因数的提高进行了探索。三.主要仪器和设备1.MY61万用表2.DG093.交流电源；4.交流电压表和电流表；5.功率计。四.操作方法和实验步骤1.电容器c暂时不连接到电路，连接电路并点亮荧光灯；2.第一次上电前，要求自耦变压器的输出从0开始。打开电源后，调节旋钮增加输出电压。要求用交流电压表监测端电压(灯管镇流器两端的电压)。当电压达到约180

5、伏时，点火器开始工作，荧光灯闪烁。荧光灯点亮后，将输出电压调整到220伏，并保持不变。实验结束后，电源可以直接切断或接通，无需调整自耦变压器；3.如果不亮，检查电路：荧光灯管和启动器之间的接触是否完好；4.荧光灯启动过程中，由于电流的影响，仪表量程的选择应有足够的余量。记录数据时，应改变适当的范围来读取数据。荧光灯管是一种非线性器件，在需要一定数量的灯后，数据显示趋于稳定，然后读取并记录实际测试数据。5.电容器C并联在电路中，其值从0逐渐增加到最大值8 F。增加的步长应根据功率因数的变化进行调整，最大值不应超过1 F。这可以根据实验过程中电流表指示的变化来判断。当功率因数高时(即电流值小还是大

6、？)，您需要获取更多的测量数据点。V.实验数据的记录和处理镇流器和灯管铀(钒)一(一)P(W)cos镇流器220.00.3705.63L0.08灯管220.00.37129.87C0.80它们串联在一起220.00.37235.95L0.43荧光灯电路电容(F)铀(钒)I(mA)P(W)cos0.47219.934737.97L0.461220.131335.98L0.521.47220.128135.56L0.582220.226236.59L0.632.2220.425537.00L0.662.47220.224436.95L0.692.67220.423837.20L0.713.2220

7、.121437.48L0.793.67220.420337.62L0.844.2219.919137.84L0.904.4220.219038.11L0.914.67220.018737.92C0.934.87220.219038.32C0.925.4220.419538.41C0.895.87219.920438.64C0.856.4220.322338.91C0.786.6219.822839.11C0.766.87220.024039.12C0.737.07220.025039.15C0.707.6220.028039.45C0.638.07219.930139.87C0.588.622

8、0.233440.25C0.539.07219.935740.55C0.50六.实验结果和分析1.1。损益关系曲线如下图所示：曲线拟合的函数为y=0.5366x35.55。忽略电流表引起的功率误差，P=aC P0，a=gU2。P-C线性拟合结果：y=0.536635.55可以得到等效电导g=*0.5366/2202=11.09秒/分2.下图显示了电流-电流曲线：拟合曲线的函数公式为：y=0.x2-0.08307x 0.3883为二次函数关系3.下图显示了I2C曲线：拟合曲线的函数公式为y=0.x2-0.04425x 0.1384，为二次函数关系因此，最佳补偿电容C0=0.04425/(2*0)

9、。)=4.654F4.下图显示了共-C曲线：5.计算三次谐波在本实验中，三次谐波U32=(a-(g2 2)*U2)/82，因此U3=72.33V伏，U1=207.77伏6.整个荧光灯负载的等效阻抗和传输误差的计算R0=P/I2=259.78Z=U/I=591.40X0=sqrt(R02 Z2)=18.21DR0=sqrt(0.01 * 1/I2)2(0.005 * 2PI-3)2)=6.98dX0=sqrt(0.01 * 1/2X 0 * 2P/I4)2(0.005 * 1/2X 0 * 2U/I2)2(0.005 * 1/2X 0 *(2UI-3 4P 2I-3)2)=0.49因此，Z=(259.786.98) j(1