無(wú)功補(bǔ)償及功率因數(shù)的方法和意義

  無(wú)功率是指長(zhǎng)期運(yùn)用兩相（照明和運(yùn)用焊機(jī)）導(dǎo)致誤差壓力，即一相或兩相進(jìn)線不作業(yè)或作業(yè)較少。當(dāng)無(wú)功率過(guò)高或過(guò)低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致高壓進(jìn)線電流誤差壓力、線路過(guò)熱、電熔絲熔斷，導(dǎo)致缺相，損壞運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)工具。無(wú)功率過(guò)高或過(guò)低是電力部門操控用戶正確用電的一種手法！

一般的補(bǔ)救辦法是在配電室內(nèi)設(shè)備一組或幾組功率補(bǔ)償柜運(yùn)用一相和兩相電（一般運(yùn)用多臺(tái)焊機(jī)）時(shí)，丈量電流，替換電源接頭，使其輸出電壓均勻。

有功功率是電氣設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的電功率。無(wú)功功率絕不是無(wú)功功率。它十分有用。電機(jī)需求樹(shù)立和保護(hù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來(lái)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，然后驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)。電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)是經(jīng)過(guò)從電源中取得無(wú)功功率來(lái)樹(shù)立的。變壓器還需求無(wú)功功率來(lái)發(fā)生變壓器的一次線圈磁場(chǎng)。為什么二次線圈的功率被罰款：100個(gè)單元，即100個(gè)單元的功率傳輸?shù)皆O(shè)備。但是，因?yàn)榇蠖鄶?shù)電氣體系都有固有的無(wú)功損耗，您只能運(yùn)用70個(gè)單元的功率。不幸的是，盡管只有70個(gè)單元，但它有必要付出100個(gè)單元的費(fèi)用。在這個(gè)比如中，功率因數(shù)為0.7（假如大多數(shù)設(shè)備的功率因數(shù)小于0.9，備的功率因數(shù)小于0.9，將被罰款），首要存在于電機(jī)設(shè)備中（也稱為理性負(fù)載。功率因數(shù)是電機(jī)功率的丈量標(biāo)準(zhǔn)。

本文闡述了進(jìn)步功率因數(shù)的辦法和含義，以及進(jìn)步天然功率因數(shù)和功補(bǔ)償柜的辦法。

一、概述。

在供電體系中，除了有功電源和無(wú)功電源外，兩者都是必不可少的。當(dāng)感知負(fù)載過(guò)大時(shí)，其功率因數(shù)較低，影響線路和配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)。有必要合理裝備無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備，進(jìn)步體系的功率因數(shù)，然后節(jié)約電能，削減丟失。

1功率因數(shù)與無(wú)功功率的聯(lián)系。

電壓與電流之間的相位差(φ)的余弦稱為功率因數(shù)，用符號(hào)cosφ表示，在值上，功率因數(shù)是有功功率與視在功率的比值，即cosφ=P/S。

P2+Q2=S2。

在電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，功率因數(shù)反映了功率輸出的有效運(yùn)用程度。我們希望功率因數(shù)越大越好。這樣，電路中的無(wú)功功率就能夠降到最低。

2輸配電線路的有功功率損耗與功率因數(shù)的聯(lián)系。

因?yàn)閷?dǎo)線有電阻，當(dāng)電流經(jīng)過(guò)線路時(shí)，線路自身會(huì)發(fā)生有功功率損耗，其有功功率損耗與電流平方成正比。因而，當(dāng)線路輸送必定的有功功率時(shí)，線路自身發(fā)生的有功功率損耗與功率因數(shù)的平方成反比。進(jìn)步功率因數(shù)能夠削減線路的有功功率損耗。

3變壓器銅損耗與功率因數(shù)的聯(lián)系。

在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，當(dāng)變壓器輸出必定的有功功率時(shí)，其銅損耗與變壓器帶來(lái)的負(fù)比，功率與變壓器的功率因數(shù)成正比。因而，進(jìn)步功率因數(shù)能夠削減變壓器的銅損耗。

4變壓器所需容量與功率因數(shù)的聯(lián)系。

因?yàn)樽儔浩髟谳敵霰囟üβ蕰r(shí)將功率與變壓器的功率因數(shù)成反比，當(dāng)變壓器輸出必定功率時(shí)，功率因數(shù)的添加能夠下降變壓器所需的容量，然后進(jìn)步變壓器的供電才能。

二、進(jìn)步功率因數(shù)。

影響功率因數(shù)的首要因素。

1.異步電機(jī)、感應(yīng)電爐等大量電感設(shè)備是無(wú)功功率的首要耗費(fèi)者。在工礦企業(yè)耗費(fèi)的一切無(wú)功功率中，異步電機(jī)的無(wú)功功耗占60%~70%；異步電機(jī)空載時(shí)耗費(fèi)的無(wú)功率占電機(jī)總無(wú)功耗的60%~70%。因而，為了進(jìn)步異步電機(jī)的功率因數(shù)，有必要避免電機(jī)的空載運(yùn)轉(zhuǎn)，并盡可能進(jìn)步負(fù)載率。

2.變壓器耗費(fèi)的無(wú)功功率一般約為額定容量的10%~15%，其空載無(wú)功功率約為滿載時(shí)的1/3。因而，為了改善電力體系和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不該空載或長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.假如電源電壓超越規(guī)定規(guī)模，也會(huì)對(duì)電源因數(shù)發(fā)生很大影響。當(dāng)電源電壓高于額定值的10%時(shí)，因?yàn)榇怕凤柡偷挠绊懀瑹o(wú)功功率會(huì)迅速添加。當(dāng)電源電壓低于額定值時(shí)，無(wú)功功率也會(huì)相應(yīng)下降，然后進(jìn)步其功率因數(shù)。但是，下降電源電壓會(huì)影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

二是無(wú)功補(bǔ)償的一般方法。

采納恰當(dāng)辦法進(jìn)步體系的天然功率因數(shù)。

進(jìn)步天然功率因數(shù)不需求任何補(bǔ)償設(shè)備出資，只采納各種管理或技術(shù)手法來(lái)削減各種電氣設(shè)備耗費(fèi)的無(wú)功率，這是進(jìn)步功率因數(shù)最經(jīng)濟(jì)的辦法：

1)合理挑選電機(jī)容量，使其接近滿載運(yùn)轉(zhuǎn)。

2)實(shí)際負(fù)荷不超越額定容量40%的電機(jī)應(yīng)替換為小容量電機(jī)。

3)合理安排和調(diào)整工藝流程，改進(jìn)電氣設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)形式，約束感應(yīng)電機(jī)的空載運(yùn)轉(zhuǎn)。

4)正確挑選變壓器，進(jìn)步變壓器負(fù)荷率(一般75%~80%比較合適)。負(fù)荷率低于30%的變壓器應(yīng)替換。

5)關(guān)于負(fù)載率為60%~90%的繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)，必要時(shí)可同步，電機(jī)可向電力體系輸出無(wú)功功率。

2人工補(bǔ)償功率因數(shù)。

只是經(jīng)過(guò)進(jìn)步天然功率因數(shù)經(jīng)過(guò)進(jìn)步天然功率因數(shù)來(lái)滿足要求。因而，有必要進(jìn)行人工補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償首要有三種辦法：低壓個(gè)人補(bǔ)償、低壓會(huì)集補(bǔ)償和高壓會(huì)集補(bǔ)償。

1)單個(gè)低壓補(bǔ)償。

低壓?jiǎn)蝹€(gè)補(bǔ)償是指依據(jù)單個(gè)電氣設(shè)備無(wú)功需求，將單個(gè)或多個(gè)低壓電容器組渙散在電氣設(shè)備中，并與電氣設(shè)備共用一套斷路器。經(jīng)過(guò)操控，保護(hù)設(shè)備和電機(jī)同時(shí)切開(kāi)。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償單個(gè)大容量和接連運(yùn)轉(zhuǎn)（如大中型異步電機(jī)）的無(wú)功耗費(fèi)，首要是勵(lì)磁無(wú)功。低壓?jiǎn)蝹€(gè)補(bǔ)償?shù)拈L(zhǎng)處是：電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償出資，電氣設(shè)備停機(jī)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也發(fā)動(dòng)，不會(huì)造成無(wú)功轉(zhuǎn)移。它具有出資少、占地面積小、設(shè)備便利、裝備便利、保護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等長(zhǎng)處。

2)低壓會(huì)集補(bǔ)償。

低壓會(huì)集補(bǔ)償是指經(jīng)過(guò)低壓開(kāi)關(guān)將低壓電容器連接到配電變壓器的低壓母線側(cè)，以無(wú)功補(bǔ)償切開(kāi)設(shè)備作為操控和保護(hù)設(shè)備，依據(jù)低壓母線上的無(wú)功負(fù)荷直接操控電容器的切開(kāi)。電容器的切開(kāi)是個(gè)全體，不能進(jìn)行平穩(wěn)的調(diào)整。低壓補(bǔ)償?shù)拈L(zhǎng)處：接線簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)作業(yè)量小，使無(wú)功平衡，進(jìn)步配電運(yùn)用率。

3)高壓會(huì)集補(bǔ)償。

高壓會(huì)集補(bǔ)償是指將并聯(lián)電容器組直接設(shè)備在變電站6~10kV高壓母線上的補(bǔ)償方法。適用于遠(yuǎn)離變電站或供電線路末端的用戶；補(bǔ)償設(shè)備依據(jù)負(fù)荷主動(dòng)切開(kāi)，合理進(jìn)步用戶功率因數(shù)，避免功率因數(shù)削減導(dǎo)致電費(fèi)添加。

三是無(wú)功電源。

除同步電機(jī)外，電力體系的無(wú)功電源還包含靜電電容器、靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器和靜態(tài)無(wú)功發(fā)生器。除了電容器，其他幾種都能夠吸收容性和理性。

1)同步電機(jī)。

同步電機(jī)包含發(fā)電機(jī)、電機(jī)和相機(jī)調(diào)節(jié)器。同步發(fā)電機(jī)是僅有的有功電源，也是最基本的無(wú)功電源，首要運(yùn)轉(zhuǎn)滯后的功率因數(shù)，為體系提供無(wú)功，但必要時(shí)，也能夠削減勵(lì)磁電流，使功率因數(shù)先進(jìn)，即所謂的進(jìn)相運(yùn)轉(zhuǎn)，以吸收體系剩余的無(wú)功。同步相機(jī)是一種空載運(yùn)轉(zhuǎn)的同步電機(jī)。其長(zhǎng)處是，它能夠吸收或輸出體系的無(wú)功功率激勵(lì)設(shè)備的同步電機(jī)能夠依據(jù)電壓平穩(wěn)地調(diào)整輸入或輸出的無(wú)功功率。但是，他有功丟失大，運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)雜亂，影響速度慢，并逐漸退出電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

2)并聯(lián)電容器。

并聯(lián)電容器補(bǔ)償是目前運(yùn)用最廣泛的無(wú)功電源之一。因?yàn)殡娙萜鞯慕蛔冸娏髡贸诫娙萜鳂O板上的電壓，并聯(lián)電容器自身功耗小，設(shè)備靈敏，節(jié)約出資；它為體系提供無(wú)功功率，能夠改善功率因數(shù)，削減發(fā)電機(jī)提供的無(wú)功功率。

3)停止無(wú)功補(bǔ)償器。

靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器由晶閘管操控的切開(kāi)電抗器和電容器組成。因?yàn)榫чl管對(duì)操控信號(hào)反應(yīng)十分快，斷開(kāi)次數(shù)無(wú)法操控。當(dāng)電壓變化時(shí)，靜態(tài)補(bǔ)償器能夠快速平穩(wěn)地調(diào)整，以滿足動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枨?，同時(shí)實(shí)現(xiàn)分相補(bǔ)償；對(duì)三相不平衡負(fù)荷和沖擊負(fù)荷的有效適應(yīng)性；但因?yàn)榫чl管操控在切開(kāi)過(guò)程中會(huì)發(fā)生高諧波，因而需求添加專用濾波器。

4)停止無(wú)功發(fā)生器。

其主體為電壓源逆變器，經(jīng)過(guò)可關(guān)晶閘管恰當(dāng)斷開(kāi)，將電容上的直流電壓轉(zhuǎn)換為與電力體系電壓同步的三相交流電壓，然后經(jīng)過(guò)電抗器和變壓器連接到電網(wǎng)上。恰當(dāng)操控逆變器的輸出電壓能夠靈敏地改變其運(yùn)轉(zhuǎn)條件，使其處于容性、理性或零負(fù)荷狀態(tài)。與靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器比較，發(fā)生器相應(yīng)速度更快，諧波電流更少，當(dāng)體系電壓較低時(shí)，仍可向體系注入較大的無(wú)功功率。

三、結(jié)束語(yǔ)。

綜上所述，進(jìn)步國(guó)家動(dòng)力運(yùn)用功率因數(shù)，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，是保證電力體系電能質(zhì)量、電壓質(zhì)量、削減網(wǎng)絡(luò)丟失和安全運(yùn)轉(zhuǎn)不可或缺的條件，應(yīng)依據(jù)不同情況采納相應(yīng)辦法進(jìn)步功率因數(shù)，削減無(wú)功丟失，進(jìn)步經(jīng)濟(jì)效益。