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    無功補償柜改造和安裝

    電網中的電力負荷如電動機、變壓器等,大部分屬于感性負荷,在運行過程中需向這些設備提供相應的無功功率。在電網中安裝并聯電容器等無功補償設備以后,可以提供感性負載所消耗的無功功率,減少了電網電源向感性負荷提供、由線路輸送的無功功率,由于減少了無功功率在電網中的流動,因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗,這就是無功補償。
    簡介
    在大系統中,無功補償還用于調整電網的電壓,提高電網的穩定性。
    在小系統中,通過恰當的無功補償方法還可以調整三相不平衡電流。按照wangs定理:在相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉移有功電流。因此,對于三相電流不平衡的系統,只要恰當地在各相與相之間以及各相與零線之間接入不同容量的電容器,不但可以將各相的功率因數均補償至接近1,而且可以使各相的有功電流達到平衡狀態。
    基本原理
    無功補償
    電網輸出的功率包括兩部分;一是有功功率;二是無功功率.直接消耗電能,把電能轉變為機械能,熱能,化學能或聲能,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率;不消耗電能;只是把電能轉換為另一種形式的能,這種能作為電氣設備能夠作功的必備條件,并且,這種能是在電網中與電能進行周期性轉換,這部分功率稱為無功功率,如電磁元件建立磁場占用的電能,電容器建立電場所占的電能.電流在電感元件中作功時,電流滯后于電壓90°.而電流在電容元件中作功時,電流超前電壓90°.在同一電路中,電感電流與電容電流方向相反,互差180°.如果在電磁元件電路中有比例地安裝電容元件,使兩者的電流相互抵消,使電流的矢量與電壓矢量之間的夾角縮小,
    實現方式
    把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯接在同一電路,能量在兩種負荷之間相互交換。這樣,感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償。
    意義
    ⑴補償無功功率,可以增加電網中有功功率的比例常數。
    ⑵減少發、供電設備的設計容量,減少投資,例如當功率因數cosΦ=0.8增加到cosΦ=0.95時,裝1Kvar電容器可節省設備容量0.52KW;反之,增加0.52KW對原有設備而言,相當于增大了發、供電設備容量。因此,對新建、改建工程,應充分考慮無功補償,便可以減少設計容量,從而減少投資。
    ⑶降低線損,由公式ΔΡ%=(1-cosΦ/cosΦ)×100%得出其中cosΦ為補償后的功率因數,cosΦ為補償前的功率因數則:
    cosΦ>cosΦ,所以提高功率因數后,線損率也下降了,減少設計容量、減少投資,增加電網中有功功率的輸送比例,以及降低線損都直接決定和影響著供電企業的經濟效益。所以,功率因數是考核經濟效益的重要指標,規劃、實施無功補償勢在必行。
    常用方式
    ① 集中補償:在高低壓配電線路中安裝并聯電容器組;
    ② 分組補償:在配電變壓器低壓側和用戶車間配電屏安裝并聯補償電容器;
    ③ 單臺電動機就地補償:在單臺電動機處安裝并聯電容器等。
    加裝無功補償設備,不僅可使功率消耗小,功率因數提高,還可以充分挖掘設備輸送功率的潛力。
    確定無功補償容量時,應注意以下兩點:
    ① 在輕負荷時要避免過補償,倒送無功造成功率損耗增加,也是不經濟的。
    ② 功率因數越高,每千伏補償容量減少損耗的作用將變小,通常情況下,將功率因數提高到0.95就是合理補償
    就三種補償方式而言,無功就地補償克服了集中補償和分組補償的缺點,是一種較為完善的補償方式:
    ⑴因電容器與電動機直接并聯,同時投入或停用,可使無功不倒流,保證用戶功率因數始終處于滯后狀態,既有利于用戶,也有利于電網。
    ⑵有利于降低電動機起動電流,減少接觸器的火花,提高控制電器工作的可靠性,延長電動機與控制設備的使用壽命。
    無功就地補償容量可以根據以下經驗公式確定:Q≤UΙ0式中:Q---無功補償容量(kvar);U---電動機的額定電壓(V);Ι0---電動機空載電流(A);但是無功就地補償也有其缺點:⑴不能全面取代高壓集中補償和低壓分組補償;眾所周之,無功補償按其安裝位置和接線方法可分為:高壓集中補償、低壓分組補償和低壓就地補償。其中就地補償區域最大,效果也好。但它總的電容器安裝容量比其它兩種方式要大,電容器利用率也低。高壓集中補償和低壓分組補償的電容器容量相對較小,利用率也高,且能補償變壓器自身的無功損耗。為此,這三種補償方式各有應用范圍,應結合實際確定使用場合,各司其職。
    3其他相關
    控制電容器投切的器件主要有投切電容器專用接觸器、復合開關、同步開關和晶閘管。
    投切電容器專用接觸器有一組輔助接點串聯電阻后與主接點并聯。在投入過程中輔助接點先閉合,
    與輔助接點串聯的電阻使電容器預充電,然后主接點再閉合,于是就限制了電容器投入時的涌流。
    復合開關就是將晶閘管與繼電器接點并聯使用,由晶閘管實現電壓過零投入與電流過零切除,由繼電器接點來通過連續電流,這樣就避免了晶閘管的導通損耗問題,也避免了電容器投入時的涌流。但是復合開關既使用晶閘管又使用繼電器,于是結構就變得比較復雜,成本也比較高,并且由于晶閘管對過流、過壓及對dv/dt的敏感性也比較容易損壞。在實際應用中,復合開關故障多半是由晶閘管損壞所引起的同步開關是近年來最新發展的技術,顧名思義,就是使機械開關的接點準確地在需要的時刻閉合或斷開。對于控制電容器的同步開關,就是要在接點兩端電壓為零的時刻閉合,從而實現電容器的無涌流投入,在電流為零的時刻斷開,從而實現開關接點的無電弧分斷。由于同步開關省略了晶閘管,因此不僅成本降低,而且可靠性提高。同步開關是傳統機械開關與現代電子技術完美結合的產物,使機械開關在具有獨特技術性能的同時,其高可靠性以及低損耗的特點得以充分顯示出來。
    晶閘管是動態無功補償裝置唯一可選的器件,晶閘管的動作速度快,可以在一個交流周期內完成電容器的投入與切除,并且對投切次數沒有限制。但是晶閘管的導通損耗大,價格高,可靠性差,除非用于動態補償,否則并沒有優勢可言。

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