低壓配電系統中的無功補償電容是隻給變壓器補償?還是給整個配電系統所有電感負載補償?青石2015-09-24 15:42:14

一,低壓配電無功補償有三種方式,見下圖,集中補償,分組補償和就地補償,根據安裝位置的不同補償的物件不同,安裝在變壓器出線側補償整個出線側以後的負載,安裝在某一部分負載處則補償部分負載。

低壓配電系統中的無功補償電容是隻給變壓器補償?還是給整個配電系統所有電感負載補償?

低壓配電系統中的無功補償電容是隻給變壓器補償?還是給整個配電系統所有電感負載補償?

我國90%以上都是直接在變壓器下端進行集中補償,一般設計圖紙都是這樣的:

低壓配電系統中的無功補償電容是隻給變壓器補償?還是給整個配電系統所有電感負載補償?

低壓配電系統中的無功補償電容是隻給變壓器補償?還是給整個配電系統所有電感負載補償?

二,電容的電流超前電壓90度,電感的電流滯後電壓90度,二者方向相反,所以可以這麼理解,同一時刻,電感流進的電流,剛好由電容流出予以補充。系統帶電後,產生了電壓,電壓作用於電容,電容自身的特性決定了它就是發出無功的,這部分無功跟著潮流流向了電感性負載,這樣電感性負載需要的無功就由電容供給,不需要變壓器來供給了,就提高了變壓器的效率。個人理解就是以上。

低壓配電系統中的無功補償電容是隻給變壓器補償?還是給整個配電系統所有電感負載補償?Patrick Zhang2015-11-17 05:45:02

很有意思的問題,我也來沾點光。

第一個問題:關於系統的無功功率

1)工廠裡有大量的感性負載,例如電動機和變壓器。但對於整個低壓配電網來說,最大的感性負載恰恰就是電力變壓器的繞組。

2)對於現場的感性負載,它產生的無功功率沿著電纜在傳送,使得電纜出現發熱。這種發熱很嚴重,會降低電纜的使用壽命。

3)工廠裡帶閘流體的電器裝置,例如變頻器和電阻爐調功器,還有電焊裝置等等,會產生諧波。諧波會讓電機繞組發熱。

4)有功功率反映了工廠的耗電程度,而無功功率則反映了工廠的用電裝置的規模。

當工廠的用電裝置固定配置完成後,在一定範圍內,系統電壓與功率因數(也即無功功率)有關。如果用電裝置的工作十分快速,例如電焊機器人,則穩定住無功功率,就能使系統電壓得到穩定。

對於僅僅期望提高功率因數,儘量降低無功功率來說,這種補償方式被稱為靜態補償;對於期望穩定電壓,儘量維持住當前的無功功率的規模不變,這種補償方式被稱為動態補償。

第二個問題:關於無功補償的機理

如果工廠中只有阻性負載,這時我們用示波器去觀察系統的電壓波形和電流波形,我們會發現兩者的相位是一致的。也即電壓波形過零後開始上升,電流波形完全對應也開始上升。這樣一來,電壓波形與電流波形兩者的相位差角度

\phi

接近於零,功率因數

cos\phi \approx 1

,工廠中所消耗的有功能量:

P=UIcos\phi \approx PI

。這樣一來,極大地降低了線路損耗。

現在工廠中的感性負載開始啟用了,它使得

\phi

不等於零,因而

cos\phi <1

。這樣一來,一方面有功功率

P=UIcos\phi

會下降,而無功功率

Q=UIsin\phi

會上升,線路損耗也會相應地增大。

增大了線路損耗,對於用電單位來說,有什麼影響?答案是:除了電纜會局部發熱以外,什麼影響也沒有!對於供電單位來說,影響巨大,這部分消耗在供電線路上的電能不能收到電費。

因此,供電單位就設法對工廠裡產生的無功功率也來收電費,迫使用電單位加裝無功功率補償裝置來消除無功功率。

消除無功功率的方法就是讓電壓和電流之間的相位差

\phi

減小到接近於零。

要實現這個目的,我們就要用到電容器。

首先,我們來看看什麼叫做電容。電容是電量與電壓之比,而電量等於電流乘以時間,於是我們就能得到下式:

C=Q/U=it/u\Rightarrow i=C\frac{u}{t}

這裡的u是電容兩端的電壓,在交流線路中,它當然是不斷變化的,因此有:

i_{c} =C\frac{du_{c} }{dt}

我們把

u_{c} =U_{m} sin(\omega t)

代入上式,得到:

i_{c} =C\frac{du_{c} }{dt} =CU_{m} /\omega sin(\omega t-90)

我們發現,流過電容的電流的相位角

\phi

居然超前電壓90度。換句話說,我們可以利用電容來補償功率因數

cos\phi

。雖然感性負載使得

cos\phi

降低,但補償電容卻使得

cos\phi

得以提高。

這就是電容補償功率因數的原理。

第三個問題:補償電容上的無功功率從哪兒來?

答案是,補償電容上並沒有什麼無功功率,這些無功功率就是低壓配電網自身的感性負載產生的,而電容的作用只是提高功率因數,因而等效於降低低壓配電網產生的無功功率而已。

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別以為無功功率是不好的電網引數。對於用電負載快速變化的工廠,例如汽車車身焊接流水線,大量的電焊機器人在流水線上焊接,這時負載變化十分劇烈和快速。對於類似的用電環境,如果我們能把無功功率穩定住,則就能穩定電壓,從而提高供電質量。

在這種情況下,無功補償的任務不是提高功率因數,而是穩定功率因數為某定值不變,實現電壓基本穩定。這叫做動態無功補償。

由於這些知識已經超越了題主的話題,就此從略。

低壓配電系統中的無功補償電容是隻給變壓器補償?還是給整個配電系統所有電感負載補償?匿名使用者2015-11-17 08:12:38

電網的無功分佈是系統決定的,大部分變電站都是補償變壓器的感性功率,感性無功大的使用者,國網都要求使用者就地補償,不然要多收電費的。

我們根據電壓與電流的相位把負荷分為容性與感性,在週期中,電壓與電流相同符號為有功,不同為無功。系統的無功電流會影響發電機的執行,總的來說,嗯,發電機會根據系統的無功來調整自己的執行方式,當發電機的能力不行的時候,系統就會有問題了。我們應該儘量把無功在系統中解決,不要麻煩電機君。在系統中無功電流增加線損,因此就地解決無功補償可以減少導線的投資。

電感是發出無功功率的,至於怎麼產生的,原理我不知道,只知道電流與電壓有相位差,而這就是無功電流的體現。

最初的無功都是電源提供的,就與牛頓球一樣。無功也有損耗,需要不時的補充。

低壓配電系統中的無功補償電容是隻給變壓器補償?還是給整個配電系統所有電感負載補償?可愛的包子2015-11-17 12:41:38

最簡單的理解就是,電感會吸收能量,也會釋放能量,當電感釋放能量時,會將能量回饋回電網,這一過程會造成不必要的線路損耗!如果在電感兩側並上電容,當電感釋放能量時,剛好電容吸收能量,這時這部分能量就不回饋回電網,而是到了就近的電容,從而減少了電能線上路上造成的損失。而當電感需要吸收能量時,恰恰電容釋放能量。工程上常用電容和電感的這種互補特性來提高系統的功率因數,提高了功率因數,便可以減少電能不必要的損耗,不知道我的回答是否完全正確,希望能幫到你!

低壓配電系統中的無功補償電容是隻給變壓器補償?還是給整個配電系統所有電感負載補償?匿名使用者2015-11-25 11:41:40

1、在變壓器側補償無功是為了穩定電壓,也就是調壓,是出於電能質量的考慮;在負載端加電容補償無功是為了減少網損,也就是減少輸電線路上的有功損耗,是出於經濟和安全方面的考慮。

2、電容的作用是與感性負載 交換能量 。