无功功率补偿和并联电容器.docVIP

PAGE

毕业论文

题目：无功功率补偿和并联电容器

专业：

年级：

姓名：

学号：

指导教师：

电力工程系

年月日

目录

摘要

TOC\o1-3\h\z\u第一章绪论 1

1.1无功功率的产生和影响 1

第二章无功功率补偿 2

2.1无功补偿的原理 2

2.2无功补偿的意义 3

2.3无功功率补偿装置 4

2.4无功补偿容量的确定 5

第三章功率因数 6

3.1功率因数的提高 6

3.3功率因数调整电费 8

3.4功率因数的标准值及其适用范围 10

第四章电力电容器 10

4.1电容器组投入和退出运行 10

4.2并联电容器的补偿方式 11

4.3并联电容器的接线方式 11

4.4电容器组的运行注意事项 12

4.5电容器组的运行维护 13

第五章风力发电 13

5.1风力发电系统无功补偿的重要性分析 13

5.2风力发电的无功补偿 14

第六章结论与研究展望 15

参考文献 15

摘要：近年来，随着电网容量增加，对电网无功要求也与日增加。无功电源与有功电源一样，是保证电力系统电能质量、降低网络损耗以及安全运行所不可缺少的部分。电力系统中，应保持无功功率的平衡，否则，将导致系统电压不正常，严重时，将导致设备损坏，系统瓦解。此外，网络功率因素和电压的降低，还将导致网络输送能力下降、输电损耗增大、电气设备不能充分利用等。因此，解决好网络补充问题，有着极其重要的意义。

关键词：无功补偿；功率因数；并联电容器；风力发电；

第一章绪论

1.1无功功率的产生和影响

在交流电力系统中，发电机在发有功功率的同时也发无功功率，它是主要的无功功率电源；运行中的输电线路，由于线间和线对地间的电容效应也产生部分无功功率,称为线路的充电功率,它和电压的高低、线路的长短以及线路的结构等因素有关。电能的用户（负荷）在需要有功功率(P)的同时还需要无功功率(Q),其大小和负荷的功率因数有关；有功功率和无功功率在电力系统的输电线路和变压器中流动会产生有功功率损耗(ΔP)和无功功率损耗(ΔQ),也会产生电压降落(ΔU)。其中P、Q分别为流入输电线（或变压器）的有功功率和无功功率，U是输电线（或变压器）与P、Q同一点测得的电压,R、X则分别是输电线（或变压器）的电阻和电抗。

由此可见，无功功率在输电线、变压器中的流动会增加有功功率损耗和无功功率损耗以及电压降落；由于变压器、高压架空线路中电抗值远远大于电阻值，所以无功功率的损耗比有功功率的损耗大，并且引起电压降落的主要因素是无功功率的流动。

一般情况下，电力系统中发电机所发的无功功率和输电线的充电功率不足以满足负荷的无功需求和系统中无功的损耗，并且为了减少有功损失和电压降落，不希望大量的无功功率在网络中流动，所以在负荷中心需要加装无功功率电源，以实现无功功率的就地供应、分区平衡的原则。

许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的无功并不是无用的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。

在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：

cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2

在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。

第二章无功功率补偿

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。

2.1无功补偿的原理

2.1.1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，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。

2.1.2无功补偿的原则

提高用电单位的自然功率因数，无功补偿分为集中补偿、分散补偿和随机随器补偿。