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什么是無功功率,為什么要無功補(bǔ)償?補(bǔ)償多少合適呢?這下清楚了

2020-07-30

我們經(jīng)常在配電房里可以看到低壓電容柜或者補(bǔ)償柜,或者高壓電容器,相信朋友們都不陌生。

電容柜裝在高壓柜側(cè)的,叫做高壓集中補(bǔ)償;裝在低壓側(cè)的,叫做低壓就地補(bǔ)償,基本以低壓就地補(bǔ)償?shù)臑槎鄶?shù)。

那它們到底起什么作用呢?原理又是什么呢?請接著看下去。

1)從電容柜的模擬圖說起

(低壓電容柜模擬圖)
上面是一張普通的低壓電容柜模擬圖。從圖中我們可以看到低壓電容柜是并聯(lián)在低壓母線上的。圖中的低壓電容柜有8組補(bǔ)償電容。低壓電容柜的內(nèi)部元器件有:刀開關(guān)、電流互感器、斷路器、交流接觸器、熱繼電器、補(bǔ)償電容、低壓避雷器等。高壓電容器也差不多,不過內(nèi)部元器件全部換成相應(yīng)高壓等級(jí)的了,整體看上去比低壓電容柜要大許多。現(xiàn)在很多電容柜內(nèi)部是沒有熱繼電器的,在熱繼電器的地方取而代之的是一個(gè)小型電抗器,起抑制線路電流突變和諧波的作用,從而保護(hù)末端的補(bǔ)償電容。圖中補(bǔ)償電容的型號(hào)是“BSMJ-0.4-10-3”,其中數(shù)字10就是單個(gè)補(bǔ)償電容能夠提供額定容量為10kvar的無功,8 組全部投入的話這個(gè)低壓電容柜就總共可以提供80kvar的無功。

 

這是常見的一個(gè)低壓補(bǔ)償電容。

(常見的低壓電容)

2)什么是無功功率,為什么要無功補(bǔ)償

無功功率,就是只進(jìn)行了電能形式的轉(zhuǎn)換,而不是被消耗掉的功率。我們都知道,電氣設(shè)備有阻性、容性、感性三種性質(zhì)。阻性,很好理解,電阻形式的,電流通過阻性的元器件就是被消耗掉了的,例如電吹風(fēng)機(jī)通過電阻絲把吹出來的空氣加熱,從而電能就轉(zhuǎn)變成了熱能。容性和感性就不一樣了。容性,比如電容器,只是將電能儲(chǔ)存起來了,在需要的時(shí)候還是可以釋放出來的;感性也是,比如電抗器,是將電能轉(zhuǎn)換成了磁場保存起來了,也是可以釋放出來的。所以,從某種意義上來說,它們是不做功的,所以稱之為無功功率。不過,無功功率并非無用功,它實(shí)際上是工業(yè)的基礎(chǔ)。沒有無功,只有阻性元器件產(chǎn)生的有功功率的話,根本無法建立起如今的工業(yè)繁榮。最常見的,電動(dòng)機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場,使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率,才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場,在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此,沒有無功功率,電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),變壓器也不能變壓,交流接觸器不會(huì)吸合。

 

所以,在正常情況下,用電設(shè)備不但要消耗有功功率,同時(shí)還需要從電源中取得無功功率。
1)如果用電設(shè)備沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場,這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作,用電設(shè)備的端電壓就要下降,從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。2)如果用電設(shè)備沒有足夠的無功功率,向電網(wǎng)中索要無功功率,就會(huì)增加電網(wǎng)的損耗,加大線路的電壓降,從而影響整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。所以,基本上配電房里都會(huì)有電容補(bǔ)償柜,用作就地補(bǔ)償;而且供電公司一般要求電容補(bǔ)償?shù)墓β室蛩剡_(dá)到0.9以上。當(dāng)然,供電公司也不允許過多的無功輸送到電網(wǎng)中,因?yàn)檫@樣會(huì)導(dǎo)致線路的電壓升高。所以,電容補(bǔ)償柜一般都有個(gè)投切開關(guān),投到自動(dòng)檔位,就可以根據(jù)實(shí)際情況投入所需要的電容數(shù)量了。

3)電容補(bǔ)償多少合適呢

以一臺(tái)500kVA的變壓器為例,一般來說,配電變壓器的無功補(bǔ)償容量約為變壓器容量的20%40%,一般設(shè)計(jì)人員以30%來估算,即選取150Kvar為最大補(bǔ)償容量,也就是安裝容量。下面就是針對一臺(tái)500kVA的變壓器的無功補(bǔ)償方案:1)無功補(bǔ)償容量:150kvar 3×40kvar(20kvar 20kvar)  1×30kvar(20kvar 10kvar)2)智能電容器數(shù)量:3臺(tái) SWL-8MZS/450-20.20 1臺(tái) SWL-8MZS/450-20.10如果有電動(dòng)機(jī)、變頻器等設(shè)備,無功補(bǔ)償?shù)乃惴ㄅc變壓器的算法又有些不一樣了。也可以通過補(bǔ)償前后的功率因素對比來計(jì)算所需的無功補(bǔ)償容量,比如:1)某工廠的有功功率為600KW,無功功率為800Kvar,視在功率就是1000KVA,相應(yīng)的功率因素就是600/1000=0.6。2)查詢無功補(bǔ)償容量計(jì)算系數(shù)表,根據(jù)補(bǔ)償前后找到相應(yīng)的系數(shù)F。如補(bǔ)償前為0.6,補(bǔ)償后想達(dá)到0.95,可以查得系數(shù)F=1.0053)再通過計(jì)算公式:有功功率*系數(shù)F,就等于所需要補(bǔ)償?shù)臒o功總量了。600*1.005=605kvar。4)根據(jù)實(shí)際情況,可以適當(dāng)放大一些余量,以防后續(xù)增添設(shè)備后無功不足。


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