无功补偿基本原理及对电网的影响.pptx

【无功补偿基本原理及对电网的影响1

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S=U*I(单位：VA)P=U*I*cosθ（单位：W）Q=U*I*sinθ（单位：Var）为了提高功率因数，我们希望电能输出时，无功越小越好4

而向面粉里加水的过程，我们称之为——无功补偿（尽量减少电力系统输出无功功率）5

电感和电容当线圈中有电流通过时，就会在线圈中形成感应电磁场，而感应电磁场又会在线圈中产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。因此，我们把这种电流与线圈之间的相互作用称其为电的感抗，也就是电路中的电感。交流电是能够通过电容的，但是将电容器接入交流电路中时，电容器极板上所带电荷对定向移动的电荷具有阻碍作用，物理学上把这种阻碍作用称为容抗。感抗和容抗都是电抗，但由于电感被发现得早，所以通常说的电抗器其实特指电感器。6

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电感

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电容

感性和容性线路中的无功通常表现为两种，感性和容性。容性无功：电流矢量超前于电压矢量90°感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90°如：输电线路中的电抗，大量异步电动机负载。电力系统中网络元件的阻抗主要是感性的，需要容性无功来补偿感性无功。9

一道计算题一台异步电动机额定功率为4kW，功率因数为0.8，一台变压器容量为40kVA，假设这条线路上全是该型号的电动机，若不进行无功补偿，那么一台变压器最多能使多少台异步电动机正常工作？10

一道计算题解答如下图，由于异步电动机（以下简称电动机）的功率因素cosΦ=0.8，额定功率P=4kW；其视在功率S=P/cosΦ=5kVA；而变压器容量为40kVA；若不进行无功补偿，那么一台变压器最多能使8台异步电动机正常工作。电动机额定无功功率Q=3kVar。11

又一道计算题一台异步电动机额定功率为4kW，功率因数为0.8，一台变压器容量为40kVA，假设这条线路上全是该型号的电动机，若使变压器使用率达到最高，则需要补偿多少kVar的无功？此时能使多少台电动机正常工作？12

又一道计算题解答电动机功率因素cosΦ=0.8，额定功率P=4kW，额定无功功率Q=3kVar；变压器使用率最高，则所有容量全部用来提供有功。此时能带动的电动机数量n=40/4=10（台）需要提供的无功功率为Q*n=30kVar13

一道问答题一台异步电动机额定功率为4kW，功率因数为0.8，一台变压器容量为40kVA，假设这条线路上全是该型号的电动机，若业主任性，在没有投入任何无功补偿的情况下，强行开启10台电动机，会出现什么情况？14

一道问答题解答10台电动机平均分配40kVA，每台4kVA，由于功率因数为0.8，实时功率为P=4*0.8=3.2（kW），全部在低功率下运行。表现为，全线路低电压。15

电容器补偿电容器并联在线路上，能对线路进行无功补偿。最初，无功补偿由开关+电容器组成，人们靠人为投切不同容量的电容器。16电容器容量3kVar3kVar6kVar6kVar12kVar电动机数量1投入2投入3投入投入4投入5投入投入6投入投入7投入投入投入8投入投入投入9投入投入投入投入10投入投入投入投入投入

分补和共补补偿电容器一般分为三相电容器和单相电容器。共补就是采用三相电容器，投入时ABC同时补偿无功。如三相电容器30kVar，投入时，同时给ABC三相投入10kVar的无功补偿。分补就是采用单相电容器，投入时A/B/C单相投入。如单相电容器30kVar，通过ABC三个开关分别并联在线路上，控制A/B/C开关可分别为对应的线路投入10kVar的无功补偿。17

无功补偿控制器后来，人们发明了无功补偿控制器，替代人为的投切。即通过CT感应线路中的功率因素，自动计算并控制电容器投切。此时无功补偿由无功补偿控制器+开关+电容器组成。18

交流接触器开关交流接触器控制投入型补偿装置。由于电容器是电压不能瞬变的器件，因此电容器投入时会形成很大的涌流，涌流最大时可能超过100倍电容器额定电流。涌流会对电网产生不利的干扰，也会降低电容器的使用寿命。为了降低涌流，大部分补偿装置使用电容器投切专用接触器，这种接触器有1组串联限流电阻与主触头并联的辅助触头，在接触器吸合的过程中，辅助触头首先接通，使电容器通过限流电阻接入电路进行预充电，然后主触头接通将电容器正常接入电路，通过这种方式可以将涌流限制在电容器额定电流的20倍以下。此类补偿装置价格低廉，可靠性较高，应用最为普遍。由于交流接触器的触头寿命有限，不适合频繁投切，因此这类补偿装置不适用频繁变化的负荷情况。19

晶闸管开关晶闸管控制投入型补偿装置。这类补偿装置就是SVC分类中的TSC子类。由于晶闸管很容易受涌流的冲击而损坏，因此晶闸管必须过零触发，就是当晶闸管两端电压为零的瞬间发出