無(wú)功補(bǔ)償 ,在電力供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用, 無(wú)功補(bǔ)償 可以降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環(huán)境。所以無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理地選擇補(bǔ)償裝置,可以做到*大限度地減少網(wǎng)絡(luò)的損耗,使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之,如選擇或使用不當(dāng),可能造成供電系統(tǒng),電壓波動(dòng),諧波增大等諸多因素。
一、無(wú)功功率的形成
交流電在通過(guò)純電阻的時(shí)候,電能都轉(zhuǎn)成了熱能,而在通過(guò)純?nèi)菪曰蛘呒兏行载?fù)載的時(shí)候,并不做功,也就是說(shuō)沒(méi)有消耗電能,即為無(wú)功功率,當(dāng)然實(shí)際負(fù)載,不可能為純?nèi)菪载?fù)載或者純感性負(fù)載,一般都是混合性負(fù)載,這樣電流在通過(guò)它們的時(shí)候,就有部分電能不做功,就是無(wú)功功率,此時(shí)的功率因數(shù)小于1,為了提高電能的利用率,就要進(jìn)行 無(wú)功補(bǔ)償 。
二、采用 無(wú)功補(bǔ)償 提高功率因數(shù)的作用
1.提高供電設(shè)備的利用率。在供電設(shè)備視在功率S一定的情況下,功率因數(shù)COSΦ越大,該供電設(shè)備可以帶更多的有功負(fù)載(P=S×COSΦ)。
2.提高輸電效率。當(dāng)有功負(fù)載(P)一定時(shí),因?yàn)椋?span lang="EN-US">P=UI×COSΦ),電壓U不變化,COSΦ越大,則電流I越小,電流I在線路中的損耗就越小。
3.改善供電質(zhì)量。電流I越小,線路中電壓損耗就越小,線路末端電壓就可以得到更好的保證。
4.提高輸電**性。電流I小,線路發(fā)熱降低,提高輸電線路的**性。
三、補(bǔ)償容量的選擇
對(duì)于用量*多的每分鐘1500轉(zhuǎn)和3000轉(zhuǎn)的電機(jī)用額定容量(KW)30%士0.5(KVAR)的估算方法,可迅速簡(jiǎn)便地求出所需補(bǔ)償電容的容量。以30KW電機(jī)為標(biāo)準(zhǔn),如果電機(jī)容量小于30KW的每臺(tái)增加0.5KVAR。容量大于30KW的每臺(tái)就減少0.5KVAR。
一般農(nóng)村配電網(wǎng)中的電容容量的速算法:
電動(dòng)機(jī):隨機(jī)補(bǔ)償——QC=(0.95-0.98)√3IOUN
IO——電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流;UN——電動(dòng)機(jī)的額定電壓。
對(duì)于排灌用普通電動(dòng)機(jī):隨機(jī)補(bǔ)償——QC=(0.5-0.6)PN
PN——排灌電動(dòng)機(jī)額定有功功率。
四、配電網(wǎng) 無(wú)功補(bǔ)償 的一般方法
低壓 無(wú)功補(bǔ)償 我們通常采用的方法主要有三種:隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償和跟蹤補(bǔ)償。下面簡(jiǎn)單介紹這三種補(bǔ)償方式的適用范圍及使用該種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點(diǎn)。
1.隨機(jī)補(bǔ)償。隨機(jī)補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無(wú)功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接,它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過(guò)控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且連續(xù)運(yùn)行(如大中型異步電動(dòng)機(jī))的無(wú)功消耗,以補(bǔ)勵(lì)磁無(wú)功為主。此種方式可較好地限制農(nóng)網(wǎng)無(wú)功峰荷。
隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是:用電設(shè)備運(yùn)行時(shí), 無(wú)功補(bǔ)償 投入,用電設(shè)備停運(yùn)時(shí),補(bǔ)償設(shè)備也退出,不會(huì)造成無(wú)功倒送,而且不需頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。
2.隨器補(bǔ)償。隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)接在配電變壓器二次側(cè),以 無(wú)功補(bǔ)償 配電變壓器空載無(wú)功的補(bǔ)償方式。配變?cè)谳p載或空載時(shí)的無(wú)功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵(lì)磁無(wú)功,配變空載無(wú)功是農(nóng)網(wǎng)無(wú)功負(fù)荷的主要部分,對(duì)于輕負(fù)載的配變而言,這部分損耗占供電量的比例很大,從而導(dǎo)致電費(fèi)單價(jià)的增加,不利于電費(fèi)的同網(wǎng)同價(jià)。
隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn):接線簡(jiǎn)單、維護(hù)管理方便、能有效地補(bǔ)償配變空載無(wú)功,限制農(nóng)網(wǎng)無(wú)功基荷,使該部分無(wú)功就地平衡,從而提高配變利用率,降低無(wú)功網(wǎng)損,具有較高的經(jīng)濟(jì)性,是目前 無(wú)功補(bǔ)償 中常用的手段之一。
3.跟蹤補(bǔ)償。跟蹤補(bǔ)償是指以 無(wú)功補(bǔ)償 投切裝置作為控制保護(hù)裝置,將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶0.4KV母線上的補(bǔ)償方式。適用于100KVA以上的專用配電用戶,可以替代隨機(jī)、隨器兩種補(bǔ)償方式,補(bǔ)償效果好。
跟蹤補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是運(yùn)行方式靈活,運(yùn)行維護(hù)工作量小,比前兩種補(bǔ)償方式壽命相對(duì)延長(zhǎng)、運(yùn)行更可靠。但缺點(diǎn)是控制保護(hù)裝置復(fù)雜、首期投資相對(duì)較大。但當(dāng)這三種補(bǔ)償方式的經(jīng)濟(jì)性接近時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補(bǔ)償方式。
五、補(bǔ)償后的經(jīng)濟(jì)效益
從補(bǔ)償后效果來(lái)看,補(bǔ)償后動(dòng)力電流可以下降1/3以上,有些甚至能下降50%,臺(tái)區(qū)線損基本上可以降低2-4個(gè)百分點(diǎn),可以起到較好的降損效果。
在電網(wǎng)中,線路或變壓器的可變功率損耗為:P=I2R×10-3
假設(shè)一臺(tái)50KVA變壓器,主要負(fù)荷為5臺(tái)7.5KW三相異步電動(dòng)機(jī),月供電量20000KWH,線損為7.2%,經(jīng)過(guò) 無(wú)功補(bǔ)償 原功率因數(shù)COSΦ1=0.7,提高到COSΦ2=0.9。
提高負(fù)荷的功率因數(shù)與降低線損的關(guān)系為:△P%=【1-(COSΦ21/COSΦ22)】×100%式中COSΦ1——負(fù)荷原功率因數(shù),COSΦ2——補(bǔ)償后的功率因數(shù)可變損耗降低:△P%=【1-(COSΦ21/COSΦ22)】×100%=【1-(0.49/0.81)】×100%=39.51%
月?lián)p耗電量:7.2%×20000=1440KWH
月總損耗降低電量:39.51%×1440=569KWH
按動(dòng)力電價(jià)0.63元/千瓦時(shí)計(jì)算,月節(jié)省電費(fèi):0.63×569=358.47元