负荷计算及无功补偿.ppt

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1、2.4功率因数与无功功率补偿2.4.1功率因数的计算（1）瞬时功率因数瞬时功率因数由功率因数表或相位表直接读出，或由功率表、电流表和电压表的读数按下式求出：式中：P——功率表测出的三相功率读数（kW）；U——电压表测出的线电压读数（kV）；I——电流表测出的相电流读数（A）。瞬时功率因数值代表某一瞬间状态的无功功率的变化情况。1（2）平均功率因数平均功率因数指某一规定时间内，功率因数的平均值。其计算公式为式中：Wa----某一时间内消耗的有功电能（kW·h）；由有功电度表读出。Wr----某一时间内消耗的无功电能（kvar·h）；由无功电度表

2、读出。我国电业部门每月向工业用户收取电费，就规定电费要按月平均功率因数来调整。上式用以计算已投入生产的工业企业的功率因数。2对于正在进行设计的工业企业则采用下述的计算方法：式中：Pca----全企业的有功功率计算负荷，kW；Qca----全企业的无功功率计算负荷，kvar；α----有功负荷系数，一般为0.7~0.75；β----无功负荷系数，一般为0.76~0.82。3（3）最大负荷时的功率因数最大负荷时的功率因数指在年最大负荷（即计算负荷）时的功率因数。根据功率因数的定义可以分别写出：式中：Pca——全企业的有功功率计算负荷，kW；Qca

3、——全企业的无功功率计算负荷，kvar；Sca——全企业的视在计算负荷，kVA。42.4.6.2功率因数对供电系统的影响（1）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电气元件，容量增大，从而使工厂内部的启动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。（2）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗。（3）线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机及其它用电设备的正常运行。（4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。综上可知,电力系统功率因数的高低是十分重要的问题，因此，必须设法提高电力网中各种有关部分的功率因数。目前供电部门

4、实行按功率因数征收电费，因此功率因数的高低也是供电系统的一项重要的经济指标。52.4.6.3功率因数的改善（1）提高自然功率因数提高自然功率因数的方法，即采用降低各用电设备所需的无功功率以改善其功率因数的措施，主要有：①正确选用感应电动机的型号和容量，使其接近满载运行；②更换轻负荷感应电动机或者改变轻负荷电动机的接线；③电力变压器不宜轻载运行；④合理安排和调整工艺流程，改善电气设备的运行状况，限制电焊机、机床电动机等设备的空载运转；⑤使用无电压运行的电磁开关。6（2）人工补偿无功功率当采用提高用电设备自然功率因数的方法后，功率因数仍不能达到《

5、供用电规则》所要求的数值时，就需要设置专门的无功补偿电源，人工补偿无功功率。人工补偿无功功率的方法主要有以下三种：并联电容器补偿同步电动机补偿动态无功功率补偿7用静电电容器（或称移相电容器、电力电容器）作无功补偿以提高功率因数，是目前工业企业内广泛应用的一种补偿装置。电力电容器的补偿容量可用下式确定Qc=Pav（tan1-tan2）=αPca（tan1-tan2）式中：Pca——最大有功计算负荷，kW；α——月平均有功负荷系数；tan1、tan2——补偿前、后平均功率因数角的正切值。8在计算补偿用电力电容器容量和个数时，应考虑到实

6、际运行电压可能与额定电压不同，电容器能补偿的实际容量将低于额定容量，此时需对额定容量作修正：式中：QN－－电容器铭牌上的额定容量，kvar；Qe－－电容器在实际运行电压下的容量，kvar；UN－－电容器的额定电压，kV;U－－电容器的实际运行电压，kV。例如将YY10.5-10-1型高压电容器用在６kV的工厂变电所中作无功补偿设备，则每个电容器的无功容量由额定值10kvar降低为：显然除了在不得已的情况下，这种降压使用的做法应避免。9在确定总补偿容量Qc之后，就可根据所选并联电容器单只容量Qc1决定并联电容器的个数：n=Qc/Qc1由上式计算

7、所得的数值对三相电容器应取相近偏大的整数。若为单相电容器,则应取3的整数倍,以便三相均衡分配。10三相电容器，通常在其内部接成三角形，单相电容器的电压，若与网络额定电压相等时则应将电容器接成三角形接线，只有当电容器的电压低于运行电压时，才接成星形接线。相同的电容器，接成三角形接线，因电容器上所加电压为线电压，所补偿的无功容量则是星形接线的三倍。若是补偿容量相同，采用三角形接线比星形接线可节约电容值三分二，因此在实际工作中，电容器组多接成三角形接线。11用户处的静电电容器补偿方式可分个别补偿、分组（分散）补偿和集中补偿三种。个别补偿将电容器直接

8、安装在吸取无功功率的用电设备附近；分组（分散）补偿将电容器组分散安装在各车间配电母线上；集中补偿指电容器组集中安装在总降压变电所二次侧（6~10kV侧）或变配电所的