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无功补偿的相关材料
无功补偿相关材料汇总
一、装设无功补偿的优点
1.降低电网运行电流
2.提高电网功率因数
3.降低导线及变压器损耗P损=I2×R线路
4.增加变压器使用裕度可以让更多的电流通过变压器
5.提高电网电压U末端=U始端-ΔU
ΔU=I×Z线路
降低电费的案例:
某企业,2014年12月份按实际供售电量情况进行分析。
该企业12月份,有功供电量152万kw·h,无功供电量168万kvar·h,功率因数0.67,损耗电量19万kw·h,线损率12%。
装设电容器进行无功补偿后,如功率因数由原来
的0.67提高到0.95时,
(1)可降低的线路损耗:
(2)减少线损率:
12%×50%=6%
(3)减少损耗电量:
152×6%=9.12万kw·h
(4)按照购电价0.2元/kw·h计算,可减少购电费1.824万元
其中,可能会影响到实际电费节约量的因素有:
负载的变化、功率因数的考核标准、奖罚比例、功率因数评论值、考核点等。
二、电力系统的三大公害:
1、功率因数降低
2、谐波
3、电磁干扰
四、谐波的定义:
电力系统中除基本波(50/60Hz)外,任一周期性之讯号。
谐波的种类:
奇次谐波:
3rd,5th,7th,
偶次谐波:
2nd,4th,6th,
整数谐波:
2nd,3rd,4th,
非整数谐波:
2.3th,5.6th,
次级谐波:
<1之谐波
•谐波的来源:
–主要来源:
非线性负载装置
–变频调速装置、不间断电源UPS、变频器、整流器。
–电子式照明设备,计算机等办公设备。
–
五、谐波的危害
低压系统中,谐波主要影响的是电流
1、对变压器的危害:
谐波会造成变压器的铜损与漏磁损。
铁损,同时也会加剧变压器的机械噪音与温升;
2、对于电力电缆的影响:
会导致电缆因过载导致过热,破坏绝缘,并加剧电缆的集肤效应。
3、对电动机的影响:
谐波电流会导致电动机的铜损,谐波电压会导致电动机的铁损,同时也会影响电动机的机械效率与转矩。
其中正序谐波会增加电动机的转速与转矩,造成电动机抖动,负序谐波会减低电动机的转速与转矩,同时也会造成电动机的抖动。
4、对控制系统的影响:
导致电压过零点偏移,改变线电压的位置点,从而导致信号采集不准确,控制器判断失误进而失灵。
5、对于通讯的影响:
谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者产生噪声,降低通信质量;重者导致住处丢失,使通信系统无法正常工作。
6、谐波对电容器的影响:
对电力电容器的危害:
导致电容器过电流(电容器运行电流=满载电流(I1=100%)+谐波电流In,若运行电流大于1.3倍额定电流时,电容器将迅速故障),导致电容器与系统发生串并联谐振,单纯的电容补偿会放大谐波。
A、与系统发生并联谐振:
注解:
企业内部的非线性设备、变压器与电容器是一个并联的结构,变压器与电容器的阻抗容抗随着谐波频率的变化而变化,如果在某个谐波频率下,电容器的容抗会与变压器的感抗接近或者相等时,总阻抗会无限大,无限大的阻抗相当于一个开路,一旦形成一个开路,变压器与电容器两端会形成一个无限大的谐波电压,无限大的谐波电压加在变压器与电容器的两端,会使变压器与电容器因为过压,导致两个设备的损坏。
同时将在电网与电容器之间,产生大电流,迅速造成电容器的故障。
B、与系统发生串联谐振:
注解:
由于在我们公网的里也有一定的谐波电压的存在,谐波电压会通过变压器,转换为谐波电流流向我们这个系统,在这个时候,变压器与电容器相当于是串联的结构,我们通过上面等效图来分析一下,并联的时候,电容器容抗与变压器的阻抗会随着谐波频率的变化而变化,如果在某个时间或者某个谐波频率下,电容器的容抗与变压器的阻抗一旦相等时,总阻抗就等于零,一旦总阻抗为零,就相当于一个短路,短路以后,会造成一个无限大的谐波电流流向变压器与电容器,这样就会造成电容器的故障,也会影响整个电网系统的运行。
谐振发生的条件:
在谐波环境下,感抗与容抗同时存在,感抗与容抗接近或者相等时,就会发生谐振。
六、解决谐波问题的方案,目前主要有:
1、加装调谐滤波电抗器;
2、与加装有源滤波器
有源滤波器滤波效果好,但造价较高,大多企业还是选择传统的电容加电抗(简称为调谐滤波器组)的方法滤除谐波。
下表为加装电抗率为7%的电抗器前后的谐波分流情况:
七、选择调谐滤波器组(电容器+电抗器)的注意事项:
•注意事项:
–电容与调谐滤波电抗的谐振频率
–电容器的耐压
–调谐滤波电抗器耐流
如上图,电抗率为6%的电抗器,因为其谐振点与4次谐波太接近,有发生谐振的危险(四次谐波的谐振点为200HZ,6%的调谐滤波器组的谐振点为204HZ),因此,从安全的角度,不建议选择电抗率为6%的电抗器。
•
•如上图:
电抗率为7%的电抗器可以避免3.77次以后的谐波不发生谐振,电抗率为12.5%可以避免2.82次以后的谐波不发生谐振。
无论从滤除谐波的效果还是从使用安全的角度考虑,电抗率为7%的电抗器的都要优于电抗率为6%的电抗器。
•
•
电容器的选择,首先要考虑电容器的耐压,因为过电压运行,会大大缩短电容器的使用寿命与运行安全。
我们既要考虑电抗器导致的压升,也要考虑系统中存在的谐波导致的压升,根据IEEE519,谐波电压背景值取18%。
•
•
电容器需注意其过载电流◎国标(GB)规定电网中电容器过电流最大允许值≤1.43In(含电容偏差影响)
运行电流大于过载电流会使电容器中的电介质升温老化,电容值降低,寿命降低,调谐滤波设备或滤波设备谐振点偏移,从而放大谐波。
运行电流大于过载电流会导致电介质分解,增大电容器内部压力,导致电容器鼓肚、爆炸。
八、计算变压器无功补偿容量计算办法:
计算公式:
QC=P(tancos-1PF1-tancos-1PF2)
Qc……无功补偿容量
P……..有功功率(负荷)
PF1…..当前功率因数
PF2…..目标功率因数
通过以上计算得出所需补偿量
另外,因电容器的容量有输出容量与安装容量之分,输出容量要小于安装容量,这也是很多用户最容易被厂家忽悠的一个概念,所谓安装容量就是每个补偿柜里的电容器额定容量之和,我们可以这样理解,假设有一台补偿柜里有10只电容器,每只电容器的铭牌上写的额定容量是30kvar,即该补偿柜安装容量为300kvar,但该补偿柜的实际输出的无功补偿量却不是300kvar,而且是远远小于300kvar,可以通过以下公式计算出来:
高压补偿安装容量与输出容量的计算公式如下:
备注:
P为电抗器的电抗率,目前行业内用的低压补偿,用的比较多的是电抗率为7%与12.5%的电抗器,其中电抗率为7%的电抗器可以避免3.77次以后的谐波不发生谐振,电抗率为12.5%可以避免2.82次以后的谐波不发生谐振。
电抗率为6%的电抗器,因为其谐振点与4次谐波太接近,有发生谐振的危险(四次谐波的谐振点为200HZ,6%的调谐滤波器组的谐振点为204HZ),因此,从安全的角度,行业内已经不太电抗率为6%的电抗器了。
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