无功功率及补偿的认识问题……

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-08
无功功率补偿方法的分类

  无功功率补偿方法的分类:
  1、延时投切方式
  延时投切方式即人们熟称的"静态"补偿方式。这种投切依靠于传统的接触器的动作,当然用于投切电容的接触器专用的,它具有抑制电容的涌流作用,如CJ----19、CJX----2C等等,延时投切的目的在于防止接触器过于频繁的动作时,电容器造成损坏,更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡,这是很危险的。当电网的负荷呈感性时,如电动机、电焊机等负载,这时电网的电流滞带后电压一个角度,当负荷呈容性时,如过量的补偿装置的控制器,这是电网的电流超前于电压的一个角度,即功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系。通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量,来决定电容器的投切,这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。下面就功率因数型举例说明。当这个物理量满足要求时,如cosΦ超前且>0.98,滞后且>0.95,在这个范围内,此时控制器没有控制信号发出,这时已投入的电容器组不退出,没投入的电容器组也不投入。当检测到cosΦ不满足要求时,如cosΦ滞后且<0.95,那么将一组电容器投入,并继续监测cosΦ如还不满足要求,控制器则延时一段时间(延时时间可整定),再投入一组电容器,直到全部投入为止。当检测到超前信号如cosΦ<0.98,即呈容性载荷时,那么控制器就逐一切除电容器组。要遵循的原则就是:先投入的那组电容器组在切除时就要先切除。如果把延时时间整定为300s,而这套补偿装置有十路电容器组,那么全部投入的时间就为30分钟,切除也这样。在这段时间内无功损失补只能是逐步到位。如果将延时时间整定的很短,或没有设定延时时间,就可能会出现这样的情况。当控制器监测到cosΦ〈0.95,迅速将电容器组逐一投入,而在投入期间,此时电网可能已是容性负载即过补偿了,控制器则控制电容器组逐一切除,周而复始,形成震荡,导致系统崩溃。是否能形成振荡与负载的性质有密切关系,所以说这个参数需要根据现场情况整定,要在保证系统安全的情况下,再考虑补偿效果。它的主要缺陷就是牺牲短期行为的大负荷所造成的无功损耗,如电焊机、冲床等以保证供电系统的稳定。这种补偿方式适用于电流载荷相对平稳,厂矿及住宅区 。
  2、瞬时投切方式
  瞬时投切方式即人们熟称的"动态"补偿方式,应该说它是半导体电力器件与数字技术综合的技术结晶,实际就是一套快速随动系统,控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算,在2个周期到来时,控制器已经发出控制信号了。通过脉冲信号使晶闸管导通,投切电容器组大约20-30毫秒内就完成一个全部动作,这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。动态补偿方式作为新一代的补偿装置有着广泛的应用前景。现在很多开关行业厂都试图生产、制造这类装置且有的生产厂已经生产出很不错的装置。当然与国外同类产品相比从性能上、元器件的质量、产品结构上还有一定的差距。 (1)动态补偿的线路方式
  ①LC串接法原理如图1所示,这种方式采用电感与电容的串联接法,调节电抗以达到补偿无功损耗的目的。从原理上分析,这种方式响应速度快,闭环使用时,可做到无差调节,使无功损耗降为零。从元件的选择上来说,根据补偿量选择1组电容器即可,不需要再分成多路。
  既然有这么多的优点,应该是非常理想的补偿装置了。但由于要求选用的电感量值大,要在很大的动态范围内调节,所以体积也相对较大,价格也要高一些,再加一些技术的原因,这项技术到目前来说还没有被广泛采用或使用者很少。
  ②采用电力半导体器件作为电容器组的投切开关,较常采用的接线方式如图2。 作为补偿装置所采用的半导体器件一般都采用晶闸管,其优点是选材方便,电路成熟又很经济。其不足之处是元件本身不能快速关断,在意外情况下容易烧毁,所以保护措施要完善。当解决了保护问题,作为电容器组投切开关应该是较理想的器件。
  动态补偿的应用范围前面已做了简单介绍,但就其实际的补偿效果还要看控制器是否有较高的性能及参数。很重要的一项就是要求控制器要有良好的动态响应时间,准确的投切功率,还要有较高的自识别能力,这样才能达到最佳的补偿效果。
  当控制器采集到需要补偿的信号发出一个指令(投入一组或多组电容器的指令),此时由触发脉冲去触发晶闸管导通,相应的电容器组也就并人线路运行。需要强调的是晶闸管导通的条件必须满足其所在相的电容器的端电压为零,以避免涌流造成元件的损坏,半导体器件应该是无涌流投切。当控制指令撤消时,触发脉冲随即消失,晶闸管零电流自然关断。关断后的电容器电压为线路电压交流峰值,必须由放电电阻尽快放电,以备电容器再次投入。 元器件可以选单项晶闸管反并联或是双向晶闸管,也可选适合容性负载的固态接触器,这样可以省去过零触发的脉冲电路,从而简化线路,元件的耐压及电流要合理选择,散热器及冷却方式也要考虑周全。
  3、混合投切方式
  实际上就是静态与动态补偿的混合,一部分电容器组使用接触器投切,而另一部分电容器组使用电力半导体器件。这种方式在一定程度上可做到优势互补,但就其控制技术,目前还见到完善的控制软件,该方式用于通常的网络如工矿、小区、域网改造,比起单一的投切方式拓宽了应用范围,节能效果更好。补偿装置选择非等容电容器组,这种方式补偿效果更加细致,更为理想。还可采用分相补偿方式,可以解决由于线路三相不平行造成的损失。 在无功功率补偿装置的应用方面,选择那一种补偿方式,还要依电网的状况而定,首先对所补偿的线路要有所了解,对于负荷较大且变化较快的工况,电焊机、电动机的线路采用动态补偿,节能效果明显。对于负荷相对平稳的线路应采用静态补偿方式,也可使用动态补偿装置。对于一些特殊的工作环境就要慎重选择补偿方式,尤其线路中含有瞬变高电压、大电流冲击的场合是不能采用动态补偿的。一般电焊工作时间均在几秒钟以上,电动机启动也在几秒钟以上,而动态补偿的响应时间在几十毫秒,按40毫秒考虑则从40毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过程,动态补偿装置能完成这个过程。如果线路中没有出现这么一段相对的稳态过程并能量又有较大的变化,我们把它称为瞬变或闪变,采用动态补偿就要出问题并可能引发事故。

在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率,这就是无功功率补偿。如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,那么,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。从发电机和高压输电线供给的无功功率,远远满足不了负荷的需要,所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户对无功功率的需要,这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。
在进行新厂矿的电气设计时,首先要对用电网络进行负荷计算,然后根据负荷计算情况, 进行无功功率补偿,选择相应的补偿方法,选择补偿器。
1、最大负荷补偿计算法
所谓最大负荷补偿计算法就是利用需要系数法,计算最大负荷时的有功功率、无功功率和 视在功率、补偿前最大功率因数和补偿后最大功率因数,选定补偿设备。
2、平均负荷补偿计算法
在实际中,要实行无功功率补偿所采用的是补偿前平均功率因数(自然平均功率因数)和 补偿后平均功率因数来选择移相电容器。
采用最大负荷补偿计算法和平均负荷补偿计算法均可计算出需要补偿的移相电容器容量, 达到提高功率因数的目的。两者的区别在于一种是根据最大负荷功率进行计算,另一种是根 据平均负荷功率进行计算,通过理论分析和实例对比均可 以看出,当它们的功率因数都提到 相同值时(0.95),用最大负荷补偿计算法计算的补偿容量比用平均负荷补偿计算法计算 的补偿 容量大。在实际工作过程中,有功功率最大时,无功功率未必最大。并且,实际工业企业一 般不都是在满负荷工作,这样用最大负荷补偿计算法容易造成过补偿,在工程设计和设备选 型时如不引起注意,一方面,初投资增大,另一方面,补偿电容器组投运后容易遭成过补偿 。显然用平均负荷补偿计算法进行补偿计算更科学。

第一问:和第五问同解,电容器(注意是并联的,因为一般的电路都是感性电路)是用来提高有功功率的,在向量图上你会发现,电感将向量往Y的负半轴拉,而电容将其往正半轴拉,合成之后就接近于X的正半轴了~
第二问:有功功率:W 无功功率:Var 视在功率:VA
第三问:向量计算,要画图的~期间要特别注意相线的正连还是反连。
第四问:无功里还分正负的话因该是表示电容电感对功率的影响了,电容为正,电感为负。
第五问:同第一问
第六问:无
PS你所问的问题在大学《电路原理》书上都有,应该在第四章还不知第五章~可以去看看

对补充问题的回答:
问题一:你的表述还存在着些许偏差,电容电阻都是造成无功功率的原因,只有纯电阻才能完全将电能转化为有功功率。之所以并联电容可以减小无功功率是因为我们所用的电路绝大多数都是感性的,并联上电容后将电流值拉向X轴正半轴,这个要用向量图来表示。举个例子,如果哪个电路时容性的,那就是要并联电感而非电容了。总的来说,电容电感都不是造成有功功率的原因,它们只能相互抵消,使得无功功率变小。
问题二:以了解
问题三:按你要求,PASS掉
问题四:说实话我从来没有碰到过无功里面还分正负的,上面的回答仅表示猜测,我已注明
问题五:以了解
问题六:无

如果还有问题的话还可以补充,不过希望我能回答的了~呵呵~~对了,这个计算强电弱电一般都行的,强电说白了就是弱电的放大,涉及的知识偏向于材料学和电气工程了

1、电容器是做什么的?
用来提高系统功率因数,改善电网电压质量和降低线路损耗。它是补偿无功功率的
2、单位是千乏或乏
3、
4、发电厂的“正”无功和“负”无功指什么?
是指发出的无功和吸收的无功
5、
补偿无功功率的可以提高线路的电压,从而降低线路损耗

无功功率的计算单位是:KVAR,也即是:千乏。至于电容器的作用,很多,综合了以下几点,给你看看:电容器在电子线路中的作用一般概括为:通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电气作用,是电子线路必不可少的组成部分。在集成电路、超大规模集成电路已经大行其道的今天,电容器作为一种分立式无源元件仍然大量使用于各种功能的电路中,其在电路中所起的重要作用可见一斑。作贮能元件也是电容器的一个重要应用领域,同电池等储能元件相比,电容器可以瞬时充放电,并且充放电电流基本上不受限制,可以为熔焊机、闪光灯等设备提供大功率的瞬时脉冲电流。电容器还常常被用以改善电路的品质因子,如节能灯用电容器。
1. 隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
2. 旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
3. 耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路
4. 滤波:将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波,接近于直流。
5. 温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿,改善电路的稳定性。
6. 计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。
7. 调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。
8. 整流:在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。
9. 储能:储存电能,用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯,加热设备等等。(如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准,一个电容储存的电能可以供一个手机使用一天。

您好我对您所问的这方面问题特别感兴趣,我还有些问题想要请教。我的邮箱
YOBYOBYOB@126.COM不知道能不能和你联系,谢谢。

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