低压配电网的无功补偿技术

来源:电工天下时间:2020-02-13 15:57:54 作者:老电工手机版>>

有关低压配电网的无功补偿技术,减少无功功率的传输损耗,提高输配电设备的效率,低压配电网无功补偿的方法,无功功率补偿容量的选择方法,以及无功补偿的效益问题。

低压配电网的无功补偿

无功补偿是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低电能的损耗,改善电网电压质量。

从电网无功功率消耗的基本状况可以看出,各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率,尤其是以低压配电网所占比重最大。

为了最大限度的减少无功功率的传输损耗,提高输配电设备的效率,无功补偿设备的配置,应按照“分级补偿,就地平衡”的原则,合理布局。

一、低压配电网无功补偿的方法

1、随机补偿:随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接,通过控制、保护装置与电机,同时投切。

2、随器补偿:随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧,以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。

3、跟踪补偿:跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置,将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。

适用于100kVA以上的专用配变用户,可以替代随机、随器两种补偿方式,补偿效果好。

二、无功功率补偿容量的选择方法 

无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时,补偿容量的选择分两大类讨论,即单负荷就地补偿容量的选择(主要指电动机)和多负荷补偿容量的选择(指集中和局部分组补偿)。

(一)单负荷就地补偿容量的选择的几种方法

1.美国:Qc=(1/3)Pe

2.日本:Qc=(1/4~1/2)Pe

3.瑞典:Qc≤√3UeIo×10-3 (kvar)Io-空载电流=2Ie(1-COSφe )

若电动机带额定负载运行,即负载率β=1,则:Qo

根据电机学知识可知,对于Io/Ie较低的电动机(少极、大功率电动机),在较高的负载率β时吸收的无功功率Qβ与激励容量Qo的比值较高,即两者相差较大,在考虑导线较长,无功经济当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下,此式来选取是合理的。

4.按电动机额定数据计算

Q= k(1- cos2φe )3UeIe×10-3 (kvar)

K为与电动机极数有关的一个系数

极数:2468 10

K值: 0.70.750.80.850.9

考虑负载率及极对数等因素,按式(4)选取的补偿容量,在任何负载情况下都不会出现过补偿,而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用,特别适用于Io/Ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于Io/Ie较低的电动机额定负载运行状态下,其补偿效果较差。

(二)多负荷补偿容量的选择

多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。

1.对已生产企业欲提高功率因数,其补偿容量Qc按下式选择:

Qc=KmKj(tgφ1-tgφ2)/Tm

式中:Km为最大负荷月时有功功率消耗量,由有功电能表读得;Kj为补偿容量计算系数,可取0.8~0.9;Tm为企业的月工作小时数;tgφ1、tgφ2是指负载阻抗角的正切,tgφ1=Q1/P,tgφ2= Q2/P;tgφ(UI)可由有功和无功电能表读数求得。[

2.对处于设计阶段的企业,无功补偿容量Qc按下式选择:

Qc=KnPn(tgφ1-tgφ2)

式中Kn为年平均有功负荷系数,一般取0.7~0.75;Pn为企业有功功率之和;tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值,也可用加权平均功率因数求得cosφ1。

多负荷的集中补偿电容器安装简单,运行可靠、利用率较高。

三、无功补偿的效益

在现代用电企业中,在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中,以致电网传输功率除有功功率外,还需无功功率。

如自然平均功率因数在0.70~0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%~90%,如果把功率因数提高到0.95左右,则无功消耗只占有功消耗的30%左右。

减少了电网无功功率的输入,会给用电企业带来效益。

(一)节省企业电费开支。

提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的,因为国家电价制度中,从合理利用有限电能出发,对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值,低于规定的数值,需要多收电费,高于规定数值,可相应地减少电费。使用无功补偿不但减少初次投资费用,而且减少了运行后的基本电费。

(二)降低系统的能耗。

补偿前后线路传送的有功功率不变,P= IUCOSφ,由于COSφ提高,补偿后的电压U2稍大于补偿前电压U1,为分析问题方便,可认为U2≈U1从而导出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2= COSφ2/ COSφ1,这样线损 P减少的百分数为:

ΔP%= (1-I2/I1)×100%=(1- COSφ1/ COSφ2)× 100%

当功率因数从0.70~0.85提高到0.95时,由上式可求得有功损耗将降低20%~45%。

(三)改善电压质量。

以线路末端只有一个集中负荷为例,假设线路电阻和电抗为R、X,有功和无功为P、Q,则电压损失ΔU为:

△U=(PR+QX)/Ue×10-3(KV) 两部分损失:PR/ Ue→输送有功负荷P产生的;QX/Ue→输送无功负荷Q产生的;

配电线路:X=(2~4)R,△U大部分为输送无功负荷Q产生的

变压器:X=(5~10)R QX/Ue=(5~10) PR/ Ue 变压器△U几乎全为输送无功负荷Q产生的。

可以看出,若减少无功功率Q,则有利于线路末端电压的稳定,有利于大电动机的起动。

(四)三相异步电动机通过就地补偿后,由于电流的下降,功率因数的提高,从而增加了变压器的容量,计算公式如下:

△S=P/ COSφ1×[( COSφ2/ COSφ1)-1]

如一台额定功率为155KW水泵的电机,补前功率因数为0.857,补偿后功率因数为0.967,根据上面公式计算其增容量为:(155÷0.857) ×[(0.967 ÷0.857)-1]=24KVA

四、总结

在配电网中进行无功补偿、提高功率因数和做好无功优化,是一项建设性的节能措施。三种无功补偿的方法和两种无功功率补偿容量的选择方法以及无功补偿后的良性影响。

实际设计中,要具体问题具体分析,使无功补偿应用获得最大的效益。

相关文章
  • 低压配电线路的方式与种类(电缆敷设与架空线敷)

    低压配电线路的方式与种类(电缆敷设与架空线敷)

    低压配电线路的方式与种类,低压配电线路是指经配电变压器,将高压10KV降低到380/220v等级的线路,低压配电方式分为放射式和树干式两种配电方式,低压配电线路的安装方法分为电缆敷设与架空线敷设法。

    时间:2022-09-13 11:59:20

  • 低压配电系统中零线与地线有什么关系

    低压配电系统中零线与地线有什么关系

    在低压配电系统中零线与地线的关系,如图:TT系统主要用于分散供电,在农村普遍应用。a、b、c是变压器3个低压线圈,其首端引出3根相(火)线L1、L2、L3,尾端连接在一起组成中心点N,并引出中性线(零线)N,中性点接地。

    时间:2022-06-11 07:45:22

  • 低压配电房安全帽的颜色含义

    低压配电房安全帽的颜色含义

    在电力企业中有不同颜色的安全帽,每一种颜色代表某一部分的工作人员,低压配电房安全帽的颜色含义有哪些,电厂的安全帽一般有几种颜色,如红色、黄色、蓝色、橙色、白色等,下面具体来看下。

    时间:2022-05-23 07:04:20

  • 低压配电盘上母排连接处过热怎么处理?

    低压配电盘上母排连接处过热怎么处理?

    低压配电盘上母排连接处过热怎么处理?当发现母排连接处过热时,应立即转移负荷,并停电检修。以下是母排连接处过热的原因及处理方法,一起来看下。

    时间:2021-11-15 06:23:10

  • 低压配电系统之IT系统

    低压配电系统之IT系统

    IT系统电力系统与大地之间不直接连接,电气设备的外漏可导电部分通过保护线与接地极连接在一起。上图中对不间断供电要求较高的产所或设备,需要采用IT接地系统。例如消防用电,高

    时间:2021-09-14 06:15:56

  • 配电系统无功补偿方式怎么实现?

    配电系统无功补偿方式怎么实现?

    配电系统无功补偿方式的实现方法,配电系统无功补偿方式示意图,配电网的无功补偿方式主要有变电站中高压集中补偿方式、低压集中补偿方式、配电线路补偿方式和就地补偿方式等四种。

    时间:2021-05-09 10:13:24

  • 高压配电系统的维护保养要求,低压配电装置的维护保养要求

    高压配电系统的维护保养要求,低压配电装置的维护保养要求

    有关配电系统的维修保养要求,配电系统分为低压与高压二种,在平时进行维护保养时,应做好巡视记录,在巡查时及时发现问题并解决问题,以下是高压配电系统与低压配电装置的维护保养要求,供大家参考。

    时间:2021-05-08 14:35:17

  • 低压配电柜的维护保养步骤,低压配电柜的日常保养方法

    低压配电柜的维护保养步骤,低压配电柜的日常保养方法

    有关低压配电柜维护保养知识,介绍了低压配电柜的维护保养步骤,定期进行保养维护,每半年进行一次,以及低压配电柜的日常保养方法,有需要的朋友参考下。

    时间:2021-05-08 14:33:57

推荐文章

Copyright © 2015 - 2022 dgjs123.com All Rights Reserved

电工天下 版权所有