無功功率的作用和危害有哪些?無功補償容量如何計算?圖文詳解!

2020-12-06 電氣設計狄老師

大家都知道,專變用戶在消耗電網有功的時候,如果消耗有功功率較少,消耗無功功率較大,直接導致功率因數過低。功率因數低除了用戶的力率調整電費受到影響,對電網也會造成危害。因此無功功率對供電系統和負載的運行都是十分重要的。

大部分用戶的負載元件的阻抗基本都是呈感性,感性負載消耗的無功只能從電網中獲取,顯然就加大電網的損耗。解決的方式就是就地平衡無功,加裝無功補償裝置。下面為大家分析無功功率的作用、危害及計算補償容量方法,電氣設計在線教學狄老師。

一、無功功率的作用和危害

(1)有功功率和無功功率的作用

在 交流電路中由電源供給負載的電功率有兩種,一種是有功功率,一種是無功功率。

有功功率是保持用電設備正常運行所需要的電功率,也就是將電能轉換為其它形式能量(機械能、光能、熱能)的電功率。比如白熾燈,能把電能直接轉換成光能。

無功功率比較抽象,它是用於電路中電場於磁場間的交換,並用來在電器設備中建立和維持磁場的電功率,它不對外直接做功,而是轉換為其它形式的能量。比如日光燈,它是通過鎮流器使燈管發光,除燈管需要消耗的電量,鎮流器也需要一定的消耗,鎮流器做的就是無功功率。

有功功率和無功功率都是有用的,有功功率是真實消耗的電能,簡單的說就是我們消耗了一度電,這一度電都用來了發光或發熱。通過一定的形式轉換對外做功,這個過程通俗的說就是無用功,同樣是一度電,中間消耗了0.2度電,而我們實際得到的只有0.8度電的功,而這0.2度電就認為是無用功,我們沒有直接受益,但不代表沒有用。

(2)無功功率的危害

1)無功功率過大,會導致電流增大和視在功率增加,從而使電氣設備容量和導線容量增加。

2)使線路及變壓器的電壓降增大,導致電網電壓波動,供電質量降低,嚴重影響區域電網的整體穩定運行。

3)無功功率增加使總電流增大,設備及線路的損耗也隨之增大。

(3)無功功率的作用

它是用於電路內電場與磁場的交換,並用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。比如一臺三相電機,電能轉換為機械能輸出的是有功功率,但要想電機轉動,還需要消耗一部分能量來建立旋轉磁場,這部分能量就是無功功率。

所以說無功功率並不是無用功率,用電設備要想正常工作,不但要從電源取得有功功率,同時還需要從電源取得無功功率,缺一不可。

無功功率有益處也有害處,我們在設計時會設法消除它的害處,這就涉及到無功功率補償的問題,怎麼補償?補償多少適合?

二、電容器補償的方式

電容器補償一般來說分為三種:集中補償、分散補償、就地補償。

(1)集中補償:一般在主要的變、配電站,但其補償的主要是線路及變配電站的無功需求;穩定電壓的需要;還有就是補充分散補償、就地補償後的餘下的無功。這個量一般不會做得特別大。

(2)分散補償:一般在配電站、室進行,一般是對用電網絡面積不太大的用電網絡進行補償;補償容量根據用電負荷情況而定。

(3)就地補償:是對大容量的負載進行的,在負載附近配置,可以最大的節省電力能源的損耗。

這三種補償方式,以就地補償效果最好,但是其投入大,補償設備使用率不高,有浪費嫌疑。一般情況下,三種方式配合使用,也可以將變、送、用電網絡的無功補償到一個非常合理的程度。

三、無功補償裝置容量的計算方法

(1)計算無功補償裝置的容量,通常需要3個技術參數才能計算:

1)沒有加裝無功補償裝之前的功率因數,用「cosφ1」表示;

2)希望將提高到多大的功率因數,用「cosφ2」表示;

3)專變客戶的有功功率,用「P」表示。

(2)計算公式:

(3)公式中:

P:實際的有功功率;

Q1:沒有加裝無功補償之前的無功功率;

Q2:並聯無功補償運行之後的無功功率;

Qj:需要補償的無功功率。

(4)舉列計算:

經過負荷計算後的全廠或全變電站的有功功率為2000KW,功率因素補償前為0.80;需要將功率因素補償到0.90,計算需要的無功補償量?

已知:P=2000KW COSθ1=0.8 COSθ=0.90,求無功補償量?

COSθ1=0.80,可知tgθ1=0.75;COSθ2=0.90,可知tgθ1=0.49;

根據正切計算公式,補償量:QC=Q1-Q2;QC=2000x0.75-2000X0.49;QC=520kvar。

無功補償裝置有哪些,作用是什麼?補償電容器應該怎麼選擇?

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