无功补偿技术讲稿-.pptVIP

电力系统的无功补偿技术山东电力技校1-1

功率因数的概念有功功率、无功功率与功率因数1-2电源输电线降压变压器PG+jQG有功功率（kW）:用于做功和发热损耗的那部分电能。例如:转换成机械能、热能、光能等；方向:电源至负载。一个周期的平均功率大于零。无功功率（kVar）:用于电路内电场与磁场交换的那部分电能。方向:上半周期从电源至负载，下半周期从负载至电源。一个周期的平均功率等于零。交流发电机输出的功率(视在功率:容量)（kVA）电能形成（电源）电能转换（负载）升压变压器ΔP+jΔQM电力用户PL+jQL

功率因数的概念S1-3j功率因数:有功功率出力在设备容量中所占的比重。cosj=P/S 0≤cosj≤1.0功率三角形QPP→S或cosj→1.0节电:Q→0S2＝P2＋Q2P＝jSSccoossjQ＝SjsSisninj

自然功率因数9负荷空载25%50%75%满载配电变压器0.15以下0.670.730.750.76感应电动机0.2以下0.5-0.550.7-0.750.8-0.850.85-0.电焊设备0.35-0.60锻压设备0.55-0.65工业电热0.5-0.85金属加工0.55-0.65铸钢铸铁0.65-0.75家用电器0.5-0.8提升、皮带0.5-0.75水泵风机0.70-0.80照明电器0.3-0.71-4负荷自然功率因数:无功补偿前负荷的功率因数cosj=P/S典型负荷功率因数表:

0实际功率因数0.900.910.920.930.940.95-1.月电费减收%00.150.300.450.600.75实际功率因数0.650.700.740.780.800.840.88月电费增收%15108.06.05.03.01.01-5功率因数与电费调整以0.9为标准值的功率因数调整电费表（功率因数自0.64以下每降低0.01电费增加2%）总电费=（高峰电度电费+平段电度电费+低谷电度电费+基本电费）×（１±功率因数奖惩率）+城市建设附加费

无功补偿原理P+jQPL+jQL系统-jQCI1-6CZ=R+jXl l lZLV2Zc无功补偿原理图:负载IL功率平衡:P+jQ=PL+jQL–jQC=PL+j(QL–QC)P=PLIQ=QL–QCQcosj=costg-1(——)当QL=QC时:PV1{P=PLQ=0cosj=1.0

无功补偿原理功率损耗:电压损耗:当Q=0时,ΔP=ΔPmin当Q=0时,ΔV=ΔVmin1-7

传统无功补偿装置存在的主要问题机械型无功补偿装置:★采用交流接触器或空气开关投切电容器。★结构简单、价格便宜。★不能选择投切时刻、不能动态投切、产生过电流和过电压、影响供电质量、损坏电气设备、降低产品质量。电力电子型无功补偿装置:★电压过零或固定时刻触发晶闸管投切电容器。★速度比传统装置快、不产生电弧。★补偿装置价格较高、需要充放电回路、不能动态投切、不能避免过电流和过电压、晶闸管易损坏、供电质量下降。1-8

传统无功补偿装置存在的主要问题1-9存在安全性不高、实时性不强、使用寿命短、补偿效果差等问题――安全性不高传统的无功补偿装置在投、切电容器的过程中产生暂态过电压和过电流，一般情况下:最大过电压可达3.0倍额定电压最大过电流可达20.0倍额定电流。这种过电压和过电流将冲击电网，破坏电压质量，损坏网上电气设备的绝缘性能、缩短使用寿命，甚至导致继电保护和自动装置误动，电容器组爆炸等事故，危害配电网的安全运行。――实时性不强为了减少对电容器的损坏，电容器组必须待放电基本完毕后再投入（大约3分钟），因而不能实时动态投切电容器。

传统无功补偿装置存在的主要问题――使用寿命短电容器损坏的主要原因是过电压和谐波过电流,而过电压危害最大。据资料介绍,电容器长期在过电压1.1倍下运行,其使用寿命缩短五分之三。连续运行的自动投切电容器装置的电容器一般使用1年左右就开始损坏。――补偿效果差由于投、切电容器产生过电压和过电流,所以无功补偿装置的实际使用效果不好,运行单位有的要么不投电容器,要么不切,不是过补就是欠补；有的电容器损坏了,也不及时更换。1-10

VC系统1-11(含源L,C,R网络)Vs零过渡动态无功补偿的原理原理图:iCK(t=0)Vs系统理想电压源;Zs系统等效内阻;当t=0时:VC=VC’(VS(wt))+VC”(VS(w0,b,t),VS(0),VC(0)w=2pf；f=50Hz，b:衰减系数w0=2pf0，谐振频率,与Zs,C有关.w0wVC’|t?￥=Vc:稳态分量（周期函数）VC”|t?￥: