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          什么是無功功率,為什么要無功補償?補償多少合適呢?這下清楚了

          發布時間:2020-10-20 瀏覽次數:783
          我們經常在配電房里可以看到低壓電容柜或者補償柜,或者高壓電容器,相信朋友們都不陌生。

          電容柜裝在高壓柜側的,叫做高壓集中補償;裝在低壓側的,叫做低壓就地補償,基本以低壓就地補償的為多數。
          那它們到底起什么作用呢?原理又是什么呢?請接著看下去。

          (1)從電容柜的模擬圖說起

          上面是一張普通的低壓電容柜模擬圖。從圖中我們可以看到低壓電容柜是并聯在低壓母線上的。圖中的低壓電容柜有8組補償電容。
          低壓電容柜的內部元器件有:刀開關、電流互感器、斷路器、交流接觸器、熱繼電器、補償電容、低壓避雷器等。高壓電容器也差不多,不過內部元器件全部換成相應高壓等級的了,整體看上去比低壓電容柜要大許多。
          現在很多電容柜內部是沒有熱繼電器的,在熱繼電器的地方取而代之的是一個小型電抗器,起抑制線路電流突變和諧波的作用,從而保護末端的補償電容。圖中補償電容的型號是“BSMJ-0.4-10-3”,其中數字10就是單個補償電容能夠提供額定容量為10kvar的無功,8 組全部投入的話這個低壓電容柜就總共可以提供80kvar的無功。


          這是常見的一個低壓補償電容。

          (2)什么是無功功率,為什么要無功補償

          無功功率,就是只進行了電能形式的轉換,而不是被消耗掉的功率。我們都知道,電氣設備有阻性、容性、感性三種性質。阻性,很好理解,電阻形式的,電流通過阻性的元器件就是被消耗掉了的,例如電吹風機通過電阻絲把吹出來的空氣加熱,從而電能就轉變成了熱能。
          容性和感性就不一樣了。容性,比如電容器,只是將電能儲存起來了,在需要的時候還是可以釋放出來的;感性也是,比如電抗器,是將電能轉換成了磁場保存起來了,也是可以釋放出來的。所以,從某種意義上來說,它們是不做功的,所以稱之為“無功功率”。
          不過,無功功率并非無用功,它實際上是工業的基礎。沒有無功,只有阻性元器件產生的有功功率的話,根本無法建立起如今的工業繁榮。常見的,電動機需要建立和維持旋轉磁場,使轉子轉動,從而帶動機械運動,電動機的轉子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率,才能使變壓器的一次線圈產生磁場,在二次線圈感應出電壓。因此,沒有無功功率,電動機就不會轉動,變壓器也不能變壓,交流接觸器不會吸合。


          所以,在正常情況下,用電設備不但要消耗有功功率,同時還需要從電源中取得無功功率。
          1)如果用電設備沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場,這些用電設備就不能維持在額定情況下工作,用電設備的端電壓就要下降,從而影響用電設備的正常運行。
          2)如果用電設備沒有足夠的無功功率,向電網中索要無功功率,就會增加電網的損耗,加大線路的電壓降,從而影響整個電網的正常運行。
          所以,基本上配電房里都會有電容補償柜,用作就地補償;而且供電公司一般要求電容補償的功率因素達到0.9以上。
          當然,供電公司也不允許過多的無功輸送到電網中,因為這樣會導致線路的電壓升高。所以,電容補償柜一般都有個投切開關,投到“自動”檔位,就可以根據實際情況投入所需要的電容數量了。

          (3)電容補償多少合適呢

          以一臺500kVA的變壓器為例,一般來說,配電變壓器的無功補償容量約為變壓器容量的20%~40%,一般設計人員以30%來估算,即選取150Kvar為大補償容量,也就是安裝容量。下面就是針對一臺500kVA的變壓器的無功補償方案:
          1)無功補償容量:150kvar 3×40kvar(20kvar 20kvar)  1×30kvar(20kvar 10kvar)
          2)智能電容器數量:3臺 SWL-8MZS/450-20.20 1臺 SWL-8MZS/450-20.10
          如果有電動機、變頻器等設備,無功補償的算法與變壓器的算法又有些不一樣了。
          也可以通過補償前后的功率因素對比來計算所需的無功補償容量,比如:
          1)某工廠的有功功率為600KW,無功功率為800Kvar,視在功率就是1000KVA,相應的功率因素就是600/1000=0.6。
          2)查詢無功補償容量計算系數表,根據補償前后找到相應的系數F。如補償前為0.6,補償后想達到0.95,可以查得系數F=1.005
          3)再通過計算公式:有功功率*系數F,就等于所需要補償的無功總量了。600*1.005=605kvar。
          4)根據實際情況,可以適當放大一些余量,以防后續增添設備后無功不足。
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          雙回路供電是指二個變電所或一個變電所二個倉位出來的同等電壓的二條線路。當一條線路有故障停電時,另一條線路可以馬上切換投入使用。雙電源供電和雙回路供電,人們一般都認為是一碼事,互相混叫。但是本人認為是有一些區別的。雙電源供電當然是引自兩個電源(性質不同),饋電線路當然是兩條;一用一備如果指的是電源,那它就是雙電源供電。一用一備如果指的是饋電線路,就不能稱之為雙電源供電了。但是不是應該稱之為雙回路供電呢,我本人也覺得有些不妥,具體應該怎樣稱呼我也說不好。規范對雙回路的供電不是這樣解釋的,雙電源比雙回路可靠,但對建筑單體來說,兩者看起來好象沒有什么區別,但是事實上是有很大區別的。一、雙電源供電雙電源供電當然是引自兩個電源(性質不同),饋電線路當然是兩條;一用一備如果指的是電源,那它就是雙電源供電。一般情況下,具備下列條件之一者,可批準雙電源供電:(1)重要的黨、政、軍機關,國防、科研重點工程項目,由于電源中斷,將會造成嚴重后果的。(2)重要的新聞、廣播中心、交通通訊樞紐,公共事業、醫學衛生單位,由于電源中斷,將會造成嚴重后果的。(3)軍工單位、工廠企業由于電源中斷將會造成人身和設備事故,原料大量損失,產品大量報廢,停產停工,長期不能恢復。(4)重要的公共場所。(5)根據生產的特點,對供電的連續性有要求的。二、雙回路供電雙回路供電是指二個變電所或一個變電所二個倉位出來的同等電壓的二條線路。當一條線路有故障停電時,另一條線路可以馬上切換投入使用。多用于學校企事業單位,方便快捷。例如:武漢輕軌有兩個獨立電站輸電,采用“雙回路”供電系統,即使遇到停電,也能保證其正常運營。一用一備如果指的是饋電線路,就不能稱之為雙電源供電了。雙電源比雙回路可靠,但對建筑單體來說,兩者看起來好象沒有什么區別,很多情況下都是兩路進線。雙電源有一種情況是這樣的:兩路進線接自不同的區域變電站;而對應,雙回路有一種情況是這樣的:兩路進線接自同一區域變電站的不同母線。所以,“雙回路”中的這個回路指的是區域變電站出來的回路。雙電源是電源來源不同,相互獨立,其中一個電源斷電以后個電源不會同時斷電,可以滿足一二級負荷的供電。而雙回路一般指末端,一條線路故障后另一備用回路投入運行,為設備供電。兩回路可能是同一電源也可能是不同電源。三、雙電源供電與雙回路供電的區別我們首先從定義上了解下雙電源與雙回路:(1)雙電源:一種由微處理器控制,用于電網系統中網電與網電或網電與發電機電源啟動切換的裝置,可使電源連續源供電。二路電源來自不同的變電所(或一路電源一路發電機)。(2)雙回路:一個負荷有兩個供電電源的回路。兩路電源來自同一變電所且不同段母線(有時因倒負荷,可能二段母線并列)。首先,根據GB50052-2009,雙電源現在的標準說法叫雙重電源:一個負荷的電源是由兩個電路提供的,這兩個電路就供電而言是互相獨立的。其次,雙電源的電源,應該是電業的變電所,而不是項目內部的變電所(項目整體作為負荷來考慮)。再次,電源的變壓器是引自不同的母線段。有些地區變電所是有2臺變壓器,但兩臺變壓器均由一段母線配出,采用的是單母線或者單母線分段的接線方式,是不能作為雙電源來處理的。因此,雙重電源應該是引自電業變電所的由其中不同母線段分別配出一路電源而組成的供電電源。而對于雙回路就沒有這個要求了。由一臺變壓器配出的2個回路或者環網、由同一母線段的2臺變壓器配出的2路電源都可以作為雙回路考慮。雙回路電源只能確保二級及以下負荷的供電需要。雙電源供電方式是由兩個獨立變電所引來兩路電源,或者由一個變電所兩臺變壓器的兩段母線上分別各引一路電源,這樣引來的兩路電源能夠保證各路電源的獨立性,當一路電源因故障停電時,另一路電源還能保證建筑物的可靠供電。雙回路供電的供電方式可以是雙電源供電,也可以是單電源雙回路供電。在單電源雙回路供電時,當供電電源或母線發生故障時整個建筑的供電電源將會中斷。綜上所述:以及結合國內用電負荷的使用經驗。雙回路主要用于對用電要求比較高的二級負荷,如醫院、銀行等部門,常常在線路設計時做兩路回路供電,在一路電源出現故障的情況下,另外一路電源有用保證了用電的連續性和可靠性。由此可見雙回路的用電電源僅為一個,雙電源則是兩個獨立的電源供電,在線路發生故障及有需求時,切換到另一路電源進行供電。雙電源主要應用于要求更高的一.級負荷。 XRNT-12高壓熔斷器系列 XRNT-10/20A 低壓配電柜 動力柜定做 GW9-12戶外交流高壓隔離開關 高壓計量箱 GN19-12戶內高壓隔離開 FN5-12高壓負荷開關 XGN2-12箱型固定式金屬封閉開關設備 GGD型低壓開關柜生產廠家 XGN15-12(SF6)型箱式固定式交流金屬封閉開關設備 GGD、GGJ低壓無功補償配電柜
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