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得潤電氣告知您低壓無功功率補償的設計與運用

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瀏覽:-發布日期:2017-02-27 13:42【


近年來,隨著經濟飛速發展,電能質量管理的概念在各大企業中得到了廣泛的關注,“用電安全、用電質量、用電經濟”理念深入人心,無功功率補償作為電能質量管理的重要組成部分,也成為了廣大電力人研究的方向。國家對于無功功率不達標的企業更加是使用了鐵腕政策,力率電費也成為了一些用電企業的負擔。對于此種情況,安徽得潤電氣作為專業生產無功補償裝置的廠家,對低壓無功功率補償裝置的設計與選型進行了闡述與分析,并舉例說明了低壓無功功率裝置在現場的運行與應用。

1 有功功率和無功功率

在交流電路中,由電源供給負載的電功率有兩種;一種是有功功率,一種是無功功率。

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有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率,也就是將電能轉換為其他形式能量(機械能、光能、熱能)的電功率。

無功功率比較抽象,它用于電路內電場與磁場的交換,并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。

視在功率、有功功率、無功功率的關系可以從功率三角形上得出,公式如下所示:

圖片2.png

圖片7.png

舉個實例來說,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,無功功率不是無用功率,它在電力系統中占據了一個重要的位置。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。

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2 低壓無功功率補償裝置簡介

低壓無功功率補償裝置,在電力供電系統中所承擔的作用是提高電網的功率因數,降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環境。所以無功功率補償裝置在電力供電系統中處在一個不可缺少的位置。合理的選擇低壓無功功率補償裝置,可以最大限度的減少網絡的損耗,使用戶用電質量提高。反之,不合理地選擇或者使用方法不當,也有可能會造成供電系統電壓波動、閃變、諧波放大等多種不可控的因素。

3 無功補償裝置的原理

從功率三角形可以看出,用戶的變壓器容量(S)是固定的,如果用戶的設備需要的無功功率(Q)過大,就會使有功功率(P)的出力減少。這不僅會使得使用電設備不能正常工作,還可能造成線路過載導致設備損壞,此時,就需要對電力系統進行無功功率補償。

如圖1所示,在進行無功功率補償前,負載的無功功率、有功功率均通過變壓器來自于電網,就會導致電網的功率因數降低,電能質量下降,用電效率差。

圖2對設備進行了無功功率的補償,此時設備的有功功率通過變壓器來自于電網,而無功功率取自我們的無功補償設備。假設設備的無功功率均從無功補償設備提取,此時,從電網側來看,無功功率(Q)為0,此時的視在功率(S)等于有功功率(P),功率因數為1。此時電網的供電效率是最高的,此種情況雖然為理想狀態,但在實際運營過程中,只要補償得當,月平均功率因數達到0.95以上是沒有問題的

圖片3.png

圖1無功補償前圖例  

圖片4.png

圖2無功補償后圖例

4 無功補償的重要性

一般來說,使用無功補償裝置來提高功率因數的意義體現在兩個方面:一是可以減少輸電線路上的功率損失;二是可以充分發揮電力設備(如電機、變壓器等)的潛力。因為用電電器總是在一定電壓和一定有功功率下工作,如果功率因數較低,就要用較大的電流來保障用電器正常工作,輸電電流變大,導致線路損耗增加。此外,任何電力設備工作時總是工作在一定的額定電壓與額定電流內,超過額定電壓值,會威脅設備的絕緣性能;工作電流超過額定值,會使內部溫升過高,從而降低了設備的使用壽命。對于一些發電設備而言,功率因數的提高能大大增加效率,例如:一臺發電機容量為1500kW,當電力系統的功率因數由0.6上升至0.8時,就可以使實際發電能力提高到3000kW。

5 無功補償的經濟效益

無功補償的經濟效益主要體現在力率電費,力率電費=有功電量×電價×力率電費調整系數。力率電費調整系數根據功率因數的值查表獲得。不同基準的力率電費調整系數表見表1和表2。

表1 以0.90為標準值得力率電費調整表

圖片5.png

表2 以0.85為標準值得力率電費調整表

圖片6.png


國家對標準值也做出了規定,凡需變壓器容量100kVA及以上10kV供電的用戶應進行功率因數考核,具體標準如下:

♦ 100kVA以上160kVA(不含160kVA)以下的用戶,功率因數需達到0.85;

♦ 160kVA以上的用戶功率因數應達到0.90以上。

♦ 用戶的功率因數大于標準的減少其當月電費,低于標準的增加其當月電費。

舉個例子:某變壓器用戶的變壓器容量為160kVA,采用低壓計量,某月改用戶消耗有功電量為25000kWH,無功電量為27000kWH,假設電費為0.68元/度。通過調研資料,該變壓器的有功變損為1036kWH,無功變損為3790kWH,所以該用戶共消耗有功電量26036kWH,消耗無功電量為30790kWH,通過功率三角形或查表可知該用戶的功率因數為0.65。通過查表可知該用戶力率電費調整系數為+15%,共需收取實際消耗電費25000×0.68為17000元,需加收的力率電費為25000×0.68×0.15為2550元,總計為19550元。

現通過無功功率補償為該用戶將功率因數從0.65提高到0.95,通過查表可知該用戶力率電費調整系數為-0.75%,共需收取實際消耗電費25000×0.68為17000元,需加收的力率電費為25000×0.68×(-0.0075)為-127.5元,總計為16872.5元。

從例子中我們可以看出,通過無功補償能為企業產生很大的經濟效益,一般10個月到一年即可收回裝備成本,為企業創造收入。

結束語

得潤電氣從低壓無功功率補償裝置的基本知識、選型參數、經濟效益、實例設計等方面對低壓無功功率補償裝置的設計與選型進行了闡述。提出了模塊式低壓無功功率補償裝置的新思路。合理地配置低壓無功功率補償裝置不僅能為降低線損、提高設備壽命與運行效率,更能夠為企業減少力率罰款,獲得電費獎勵,直觀的創造經濟效益。


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