无功补偿与谐波治理..docx

无功补偿与谐波治理第一篇基本概念一、无功补偿1、有功功率，无功功率，视在功率，功率因数有功功率（P）：实际为电器所吸收的电功率无功功率（Q）：交流电网中，由于有阻抗和电抗（感抗和容抗）的同时存在，电感和电容所储的电能仍能回输到电网，这部分功率在电源与电抗之间进行交换，交换而不消耗，称为无功功率。视在功率（S）：在交流电网中，如负载是纯电阻，电压和电流是同相位，那么电压和电流的乘积就是有功功率，但在有电感或电容的电路中，电压和电流有着相位差，所以电压和电流的乘积并不是负载电路实际吸收的电功率，而是表面上的数值，叫做视在功率功率因数（COSφ）有功功率与视在功率的比值就是功率因数 Q SP单相电路中：S=UXIP=U*I* cosφQ=U*I* sinφS=√P2+Q2 三相电路中：S=√3U*IP=√3U*I* cosφQ=√3U*I* sinφS=√P2+Q2感性无功：感性负荷产生的无功（电机、变压器等）容性无功：容性负荷产生的无功（电容器）2、为什么要提高功率因数在一定的有功功率下，当用户企业cosφ越小，其视在功率也越大，为满足用电的需要，供电线路和变压器的容量也越大，这样不仅增加供电投资，降低设备利用率，也将增加线路网损。负载的功率因数过低，供电设备的容量不能充分利用，在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时，负载的功率因数越低，通过输电线路的电流越大，导线电阻的能量损耗和导线阻抗会造成电压降，所以功率因数是电力经济中的一个重要指标。根据全国用电规则规定，在电网高峰负荷时，用户的功率因数应达到的标准：高压用电的工业用户和高压用电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为0.9以上，其它100KVA及以上电力用户和大中型电力排灌站，功率因数为0.85以上：农业用电功率因数为0.80以上。凡功率因数达不到上述规定的用户，供电部门会在其用户使用电费的基础上按一定比例对其进行罚款。所以要提高用户的功率因数，必须进行无功补偿。3、无功补偿的基本原理把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负载释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间交换。这样感性负荷所吸收的无功功率可从容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本。4、无功补偿的方法无功功率补偿的方法很多，采用电力电容器或采用具容性负荷的装置进行补偿。我们这里重点介绍电力电容器的补偿方法，电力电容器的补偿有两种方法：并联补偿和串联补偿两种。串联补偿：是把电容器直接串联到高压输电线路上，以改善输电线路参数，降低电压损失，提高其输送能力，降低线路损耗。这种补偿方法的电容器称做串联电容器，应用于高压远距离输电线路上，用电单位很少应用。并联补偿：是把电容器直接与被补偿设备并接到同一电路上，以提高功率因数。这种补偿方法所用的电容器称作并联电容器，用电企业都是采用这种补偿方法。无功补偿的基本原则：无功就地平衡5、无功补偿对电网的补偿效益 1）、无功补偿改善电能质量电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。负荷(P+Q)电压损失ΔU简化计算如下：????????????????????? ΔU=(PR+QX)/U ????????????????????? 式中:U-线路额定电压，kV ????????????????????? P-输送的有功功率，kW ????????????????????? Q-输送的无功功率，kvar????????????????????? R-线路电阻，Ω????????????????????? X-线路电抗，Ω安装补偿设备容量Qc后，线路电压降为ΔU1，计算如下：????????????????????? ΔU1=[PR＋(Q－Qc)X]/U 很明显，ΔU1＜ΔU，即安装补偿电容后电压损失减小了。由式(1)、(2)可得出接入无功补偿容量Qc后电压升高计算如下：??????????????????????? ΔU-ΔU1=QcX/U 由于越靠近线路末端，线路的电抗X越大，因此从(3)式可以看出，越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。2）、　无功补偿降低电能损耗安装无功补偿主要是为了降损节能，如输送的有功P为定值，加装无功补偿设备后功率因数由cosφ提高到cosφ1，因为P＝UIcosφ，负荷电流I与 cosφ成反比，又由于P＝I2 R，线路的有功损失与电流I的平方成正比。当cosφ升高，负荷电流I降低，即电流I降低，线路有功损耗就成倍降低。反之当负荷的功率因数从1降低到cosφ时，电网元件中功率损耗将增