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智能電容器補償裝置

發布于:2020-04-08 17:29:45

  智能電容器補償裝置

  并聯電容器按裝置的位置分為:高壓集中補償、低壓集中補償、低壓就地補償三種補償方式。

  一、電容補償

  電容補償就是無功補償或者功率因數補償。電力系統的用電設備在使用時會產生無功功率,而且通常是電感性的,它會使電源的容量使用效率降低,而通過在系統中適當地增加電容的方式就可以得以改善。電力電容補償也稱功率因數補償,(電壓補償,電流補償,相位補償的綜合)。

  二、電容補償原理

  在交流電路中,電阻、電感、電容元件的電壓、電流的相位特點為在純電阻電路中,電流與電壓同相位;在純電容電路中電流超前電壓90°;在純電感電路中電流滯后電壓90°。從供電角度,理想的負載是P與S相等,功率因數cosφ為1。此時的供電設備的利用率為最高。而在實際上是不可能的,只有假設系統中的負荷,全部為電阻性才有這種可能。電路中的大多數用電負荷設備的性質都為電感性,這就造成系統總電流滯后電壓,使得在功率因數三角形中,無功Q邊加大,則功率因數降低,供電設備的效率下降。

  功率三角形是一個直角三角形,用cosφ(即φ角的余弦)來反映用電質量的高低,大量的感性負載使得在電力系統中,從發電一直到用電的電力設備沒有得到充分的應用,相當一部分電能,經發、輸、變、配電系統與用戶設備之間進行往返交換。

  從另一個方面來認識無功功率,無功功率并非無用,它是感性設備建立磁場的必要條件,沒有無功功率,我們的變壓器和電動機就無法正常工作。因此,設法解決減少無功功率才是正解。

  實際應用中,電容電流與電感電流相位差為180°稱作互為反相,可以利用這一互補特性,在配電系統中并聯相應數量的電容器。用超前于電壓的無功容性電流抵消滯后于電壓的無功感性電流,使系統中的有功功率成分增加,cosφ得到提高,實現了無功電流在系統內部設備之間互相交換。這樣就減少了無功占用的部分電源設備容量,從而提高了系統的功率因數,從而也就提高了電能的利用率。

  對功率三角形以及RLC混聯電路中的電壓與電流的特點和變化規律如圖所示。電路的兩個支路中,電阻和電感組成RL支路,它的電流相位由于電阻R與電感L的串聯作用,顯然與電壓的相位存在著滯后,電阻的存在使得這種滯后不再是90°,在阻抗三角形中,它取決于電阻R與感抗XL的比值。

  三、補償原則

  1.欠補償

  補償的電容電流要求小于被抵消的電感電流。補償后仍存在一定數量的感性無功電流,令cosφ小于1但接近1。

  2.全補償

  按照感性實際負荷電流配置電容器,IC=IL將感性電流用容性電流全部抵消掉,令cosφ等于1。

  3.過補償

  大量投入電容器,在全部抵消掉電感電流后,還剩余一部分電容電流,此時原感性負載轉化為容性負荷性質。功率因數cosφ仍然小于1。

  在以上的三種情況中,按電路規律進行分析后,確定補償的基本原則為欠補償最為合理。全補償在RLC混聯電路中,如若電感電流與電容電流相等時,系統中就會發生電流諧振,設備中將產生幾倍于額定值的沖擊電流,危及系統和設備安全。

  過補償既不經濟也不合理,當系統負載性質轉換為容性時,在功率因數超過1以后,反而降低。而且在超過l的同時也可能引起電路電流諧振。以上兩種補償方式顯然都不可取。

  補償的基本原則就是必須采用欠補償方式,補償后的功率因數則要求小于1,并且盡量接近1。為了防止諧振,一般將上限確定在0.95。



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