浅谈电动机无功功率就地补偿论文导读：现代工矿企业中，三相异步电动机是最常用的电气设备之一，在企业的生产设备中占有相当大的比例。由于它们都是电感性负荷，所以在企业内部的生产运行中，功率因数一般都比较低，需要从电源中吸收大量的无功功率，才能正常工作，给企业造成较大的电压损失和电能损耗。4.4应避免电容器和电动机产生自激电压。关键词：电动机，电容器，就地无功补偿，无功功率 0.概述 现代工矿企业中，三相异步电动机是最常用的电气设备之一，在企业的生产设备中占有相当大的比例。由于它们都是电感性负荷，所以在企业内部的生产运行中，功率因数一般都比较低，需要从电源中吸收大量的无功功率，才能正常工作，给企业造成较大的电压损失和电能损耗。无功补偿是指采用另加无功补偿装置的办法，让无功负荷与无功补偿装置之间进行无功功率交换，以提高系统的功率因数，降低能耗，从而大大减少供电线路，改善电网电压质量。 许多企业一般都是在企业内部配电室里低压母线上集中安装一些电容器柜，对变配电系统的无功功率进行补偿，这对于提高企业内部的供电能力，节约变配电损耗都有积极作用。可是，由于企业内部的电动机大都通过低压导线连接，分散在各个生产车间，形成企业内部的输配电网络，由此，大量的无功电流仍然在企业内部的输配电线路中流动，这些无功电流在企业内部所造成的损耗，依然不能解决。 电动机无功功率就地补偿，就是把电动机所需要的无功电流局限在电
动机设备的最终端，实现无功功率就地平衡，使得整个变配电网络的功率因数都比较高，有效地减少输配电线路的无功损耗。 1.三相异步电动机运行功率因数及损耗 三相异步电动机运行时，所消耗的功率包括有功功率和无功功率两个分量。有功功率是用于电动机产生机械转矩并且驱动负载所需的功率，它的电流随负载的增加而增加，而无功功率，则是用于电动机内部的电场与磁场随着电源频率的反复变化，在负载与电源之间不断地进行能量交换时所消耗的功率。无功电流在负载变化的情况下，其变化很微小，在相位上，电流的变化总是滞后于电压90°，所以是纯电感性质的。在实际运行中，电源供给电动机的总电流是有功电流和无功电流的矢量和，当电动机处于满负荷运行时，有功电流大于无功电流，总电流的功率因数较高，而当负载下降时，有功电流减小，无功电流基本不变，所以功率因数降低。 可以这样认为：当电动机的输出功率一定时，功率因数越低，就意味着其所需的无功功率越大，因而造成的损耗也较大。实践证明，无功功率所产生的电能损耗，主要是发生在输配电线路上的，对于那些距离电源较远，线路电阻比较大，电动机运行功率因数低的终端设备，所造成的无功损耗就更加突出了。 2.无功功率就地补偿原理及电容量的选择 2.1因为在电容负载中产生的超前无功电流与在电感负载中产生的滞后无功电流能够相互补偿，所以在电动机电源终端并联一个适当容量的电容器，就可以使电动机所需的无功电流大部分由并联的电容器供
第三章 负荷计算及无功补偿 广东省唯美建筑陶瓷有限公司 刘建川 3．1 负荷曲线与计算负荷 负荷曲线（load curve ）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。在直角坐标糸中，纵坐标表示负荷（有功功率和无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位） 日负荷曲线 年负荷曲线 年每日最大负荷曲线 年最大负荷和年最大负荷利用小时数 3．1．2 计算负荷 计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷，其物理量含义是计算负荷所产生的恒定温升等于实际变化负荷所产生的最高温升。通常将以半小时平均负荷依据所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据。 3．2 用电设备额定容量的确定 3．2．1 用电设备的一作方式 （1）连续工作方式 在规定的环境温度下连续运行，设备任何部份温升不超过最高允许值，负荷比较稳定。 （2）短时运行工作制 （3）断续工作制 用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间与停歇时间相互交替。取一个工作时间内的工作时间与工作周期的百分比值，称为暂载率，即 *100%%100%0 t t T t t ε==+ 暂载率亦称为负荷持续率或接电率。根据国家技术标准规定，重复短暂负荷下电气设备的额定工作周期为10min 。吊车电动机的标准暂载率为15%、25%、40%、60%四种，电焊设备的标准暂载率为50%、65%、75%、100%，其中草药100%为自动焊机的暂载率。 3．2．2 用电设备额定容量的计算 （1）长期工作和短时工作制的设备容量 等于其铭牌一的额定功率，在实际的计算中，少量的短时工作制负荷可忽略不计。 （2）重复短时工作制的设备容量 ○ 1吊车机组用电动机的设备容量统一换算到暂载率为ε=25%时的额定功 率，若不等于25%，要进行换算，公式为：2Pe Pn ==Pe 为换算到ε=25%时的电动机的设备容量 εN 为铭牌暂载率
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摘要：分析了工矿企业采用无功补偿技术的必要性，介绍了无功补偿方式的确定及补偿容量的计算方法，并论述了加强无功补偿装置管理、提高运行效率应注意的问题。 关键词：无功补偿；技术管理；工矿企业 1 前言 供电部门在向用电单位（以下简称用户）输送的三相交流功率中，包括有功功率和无功功率两部分。将电能转换成机械能、热能、光能等那一部分功率叫有功功率，用户应按期向供电部门交纳所用有功电度的电费；无功功率为建立磁场而存在并未做功，所以供电部门不能向用户收取无功电度电费，但无功功率在输变电过程中要造成大量线路损耗和电压损失，占用输变电设备的容量，降低了设备利用率。因此，供电部门对输送给用户的无功功率实行限制，制订了功率因数标准，采用经济手段———功率因数调整电费对用户进行考核。用户功率因数低于考核标准，调整电费是正值，用户除了交纳正常电费之外，还要增加支付调整电费（功率因数罚款）；用户功率因数高于考核标准，调整电费是负值，用户可以从正常电费中减去调整电费（功率因数奖励）。 用电设备如变压器、交流电动机、荧光灯电感式镇流器等均是电感性负荷，绝大多数用户的自然功率因数低于考核标准，都要采取一些措施进行无功补偿来提高功率因数。安装移相电力电容器是广大用户无功补偿的首选方案。 2 无功补偿的经济意义 2．1 提高输变电设备的利用率 有功功率
第四章异步电动机的功率因数与无功补偿 §4-1异步电动机的功率因数与无功功率的经济当量 §4-2 电动机无功补偿的分类 §4-3电动机就地补偿的技术经济效益 §4-4绕线型感应电动机的转子进相器 §4-1异步电动机的功率因数与无功功率的经济当量 工矿企业消耗的无功功率异步电动机约占70%。不少电动机负载率很低，经常处在轻载或空载运行，功率因数普遍不高。负载率愈低，则功率因数愈低，无功功率相对于有功功率的百分比更为显著地浪费电能。因此对于异步电动机采用就地无功补偿以提高功率因数、节约电能，减少运行费用以及提高电能质量具有重要的意义。 用户功率因数的高低，直接关系到电网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约用电和整个供电区域的供电质量。但在实际电力系统中异步电动机作为传统的主要负荷使电网产生感性无功电流，这些无功电流都导致电网中产生大量的无功功率。在无功功率传递过程中会消耗大量的有功功率率，由于安装了无功补偿容量，减少了无功功率传输而降低的有功功率损耗值与无功功率减少值的比值，即输送的无功功率减少1 kvar（或增加1 kvar 无功补偿容量）时所减少的有功功率损耗值就是无功功率的经济当量。 线路的有功功率损耗值为：
安装无功补偿容量Q bch 后，有功功率损耗值为： 减少的有功功率损耗为： 无功补偿的经济当量为： 其中C y 为无功功率通过线路时引起的有功功率损耗的单位损耗值；Q bch /Q 为无功功率的相对降低值，称为补偿度。 当补偿度很低，即Q bch <>Q 时， C bch ＝C y 说明补偿容量越大，对减小有功损耗的作用越小，并非补偿容量越大越经济。补偿容量的大小需通过技术经济比较来确定。 232232222332210101010L LP LQ S R P Q P R U U P Q R R U U P P ----?+==?=?+?=+22 ' 3322()1010bch L Q Q P P R R U U ---=?+?'32(2)10bch bch L L Q Q Q P P P R U --?=-=?32232(2)10(2)10(2)(2)bch L bch bch bch LQ bch bch y Q Q P C R Q U Q QQ R QU P Q Q C Q Q Q ---?==?-=?=-=-
无功补偿容量计算 Prepared on 22 November 2020
一、无功补偿装置介绍 现在市场上的无功补偿装置主要分为固定电容器组、分组投切电容器组、有载调压式电容器组、SVC和SVG。下面介绍下各种补偿装置的特点。 1)固定电容器组。其特点是价格便宜，运行方式简单，投切间隔时间长。但它对于补偿变化的无功功率效果不好，因为它只能选择全部无功补偿投入或全部无功补偿切出，从而可能造成从补偿不足直接补偿到过补偿，且投切间隔时间长无法满足对电压稳定的要求。而由于光照强度是不停变化的，利用光伏发电的光伏场发出的电能也跟着光伏能力的变化而不断变化，因此固定电容器组不适应光伏场的要求，不建议光伏项目中的无功补偿选用固定电容器组。 2)分组投切电容器组。分组投切电容器组和固定电容器组的区别主要是将电容器组分为几组，在需要时逐组投入或切出电容器。但它仍然存在投切间隔时间长的问题，且分的组数较少，一般为2～3组（分的组数多了，投资和占地太大），仍有过补偿的可能。因此分组投切电容器组适用于电力系统较坚强、对相应速度要求较低的场所。 3)有载调压式电容器组。有载调压式电容器组和固定电容器组的区别主要是在电容器组前加上了一台有载调压主变。根据公式Q=2πfCU2可知，电容器组产生的无功功率和端电压的平方成正比，故调节电容器组端电压可以调节电容器组产生的无功功率。有载调压式电容器组的投切间隔时间大大缩短，由原来的几分钟缩短为几秒钟。且有载调压主变档位较多，一般为8～10档，每档的补偿无功功率不大，过补偿的可能性较小。因此分组投切电容器组适用于电力系统对光伏场要求一般的场所。
电机就地补偿柜节能方案 1 概述 异步电动机功率因数很低，在电网负荷中异步电动机所占的比重较大，是城乡电网的主要无功负荷。它使各级网损也相应增大，尽管在各级变电所、配电变及各厂矿企业内均装有集中无功补偿装置来提高功率因数，减少电网线损，但集中补偿不仅无法降低低压电网的线损，而且价格较贵。特别是在乡镇，随着乡镇经济的发展，小型家庭式的生产方式在各地较为普遍，家庭织机、小型砧床、车床、冲床、碾米机、脱粒机等到处都有，加上用户分散，低压网络较长，采用集中无功补偿，仍不能降低低压电网的线损。低压电网的高线损率对正在实施的城乡电网同网同价政策带来困难，因此，必须对乡镇家庭的异步电动机推广低价的就地无功补偿。三相低压异步电动机就地无功补偿就是一台与异步电动机特性相配合的电容器直接并联于该电动机，其保护仅利用原异步电动机的保护，不需要外加其它保护装置。 为实施城乡电网同网同价，应大力推广异步电动机就地无功补偿，建议电容器制造厂家应生产与异步电动机相配套的产品。 2 三相低压异步电动机就地无功补偿的好处 用三相低压异步电动机就地无功补偿有以下好处：①简单、价低。因为只是在电动机上并联一台合适的专用电容器就可，不需要外加其它保护装置，便于推广；②不仅能提高低压电网的功率因数，降低了线损，同时也提高了供电电网的功率因数，降低了配电网线损；③对用户来讲，节约了内线损耗，减少电费，同时可以不会因功率因数不合格而罚款(这对各厂矿企业内的异步电动机也同样)。装置三相低压异步电动机专用无功补偿电容器，具有较好的经济效益；④提高了低压线路的功率因数，减少末端电压波动，改善了用户的电压，提高了电压质量，也增加了产品数量及质量；⑤因为补偿电容器随电动机投切，只要补偿的电容器容量配置适当，不存在无功过补偿，有较为理想的补偿效果。 用三相低压异步电动机就地无功补偿是一种经济、简单、高效、可靠的无功补偿方法，应在广大的乡镇和工矿企业推广。为什么一个合适容量的电容器可以与异步电动机直接并联，而不需要外加其它保护装置，仅利用原异步电动机的保护就可，而且是一种经济的无功补偿。这是因为 ①异步电动机在运行时所需要的无功功率从异步电动机的等效电路中可知由两部分组成：一部分是励磁支路所需的无功功率；另一部分是负荷支路所需的无功功率。小容量的异步电动机主要是励磁支路所需的无功功率，当负荷从由零到满载时，其变化很小，随负荷的增加而略有下降；而负荷支路所需的无功功率随负荷增加而增加，其值一般要比励磁支路所需的无功功率要小，异步电动机容量越小，相对的比例也越小。小容量的异步电动机从空载到满载，其总的无功功率的变化不大，以Y801.2(0.75kW)为例，空载时无功功率为0.531kvar，而满载时为0.646kvar。表1为几种小容量Y型异步电动机在不同的负载率下所需的无功功率。从表中可知，容量小所需无功功率在不同的负载下变化很小。 异步电动机随着容量的增大，从空载到满载所需的总无功功率变化相应加大，如 Y165L-2(18.5kW)，空载时所需无功功率5.343kvar，而满载时为10.651kvar。但一般空载与满载的无功功率之比约为0.5以上。因此，对低压异步电动机的无功补偿，其并联电容器在运行时的实际补偿容量，只要能补偿其励磁功率，就能使异步电动机运行的功率因数在负载率从40%～100%都有较高值(0.9以上)，而低负载时，其功率因数虽不能达到0.9左右，但由
按照不同的补偿对象，无功补偿容量有不同的计算方法。 （1）按照功率因数的提高计算 对需要补偿的负载，补偿前后的电压、负载从电网取用的电流矢量关系图如图3.7所示： I 2r I 1 补偿前功率因数1cos ?,补偿后功率因数2cos ?，补偿前后的平均有功功率为 P ，则需要补偿的无功功率容量 )t a n (t a n 21? ?-=P Q 补偿 （3.1） 由于负载功率因数的增加，会使电网给负载供电的线路上的损耗下降， 线损的下降率 %100)cos (3)cos (3)cos ( 3%21 122 2211?-= ?R I R I R I P a a a ???线损 %100)c o s c o s (1221??? ? ???-=?? （3.2） 式中R 为负载侧等值系统阻抗的电阻值。 （2）按母线运行电压的提高计算 ①高压侧无功补偿 无功补偿装置直接在高压侧母线补偿，系统等值示意图如图3.8所示： 图3.7 电流矢量图
P+jQ 补偿 图中， S U、U分别是系统电压和负载侧电压；jX R+是系统等值阻抗（不 含主变压器高低压绕组阻抗）；jQ P+是负载功率， 补偿 jQ是高压侧无功补偿容 量； 1 U、 2 U分别是补偿装置投入前后的母线电压。 无功补偿装置投入前后，系统电压、母线电压的量值存在如下关系： 无功补偿装置投入前 1 1U QX PR U U S + + ≈ 无功补偿装置投入后 2 2 ) ( U X Q Q PR U U S 补偿 - + + ≈ 所以 2 1 2U X Q U U补偿 ≈ -（3.3） 所以母线高压侧无功补偿容量 ) ( 1 2 2U U X U Q- = 补偿 （3.4） ②主变压器低压侧无功补偿 无功补偿装置在主变压器的低压侧进行无功补偿，系统等值示意图如图3.9所示： P+jQ 补偿 图3.8 系统等值示意图
HETB-S10无功功率就地补偿装置说明： 电动机无功功率就地补偿技术是国家推广的一项节电项目。大力推广这一新技术,对节能具有十分重要的意义。由于低压供电负荷距离变压器较远,采用电动机无功功率就地补偿技术除了节约电能外,还可降低线路压降、使电动机易于起动。 1、电动机就地补偿容量的选择 电动机就地补偿容量的选择,一般应以空载时补偿其功率因数至1为宜,不能以负荷情况计算。因为以空载情况补偿,则满载时仍为滞后。若以负荷情况补偿至cos =1,空载(或轻载)时势必过补偿(即功率因数超前)。过补偿的电动机在切断电源后,由于电容器之放电供给电动机以励磁,能使仍在旋转的电动机成为感应发电机,而使电压超出额定电压好多倍,对电动机的绝缘和电容器的绝缘都不利,因此,感应电动机就地补偿的电容器容量可由下式确定: QC≤1.732UNI0 式中:QC—就地补偿电容器的三相总容量,kW; UN—电动机的额定电压,kV; I0—电动机的空载电流,A。 防止电动机产生自激的电容器容量可按下式选用: QC=0.9×1.732UNI0=1.5588UNI0 就地补偿电容器容量选择的主要参数是电动机的励磁电流,因为不使用电容器可以造成电动机自激是选用电容器容量的必要条件。由于电动机的功率因数与负载率、极数和容量有很大关系,负载率越低,功率因数越低;极数越多,功率因数也越低;同时,容量越小,功率因数也越低。 2、就地补偿的接线方式 2.1直接起动和降压起动的电动机的补偿接线 对直接起动的高低压三相异步电动机,电动机无功功率就地补偿装置的电容器可以直接和它的出线端子相连接,电容器和电动机之间不需要装设任何开关设备。当电动机和电源脱离之后其绕组即为电容器放电电阻,因此不必专设电容器的放电装置。高压电动机的就地补偿装置, 2.2起动困难的低压电动机的补偿接线 高压电动机经常因供电距离太远造成起动困难,这时可以采用电动机无功功率就地补偿技术,为了提升负载端电压,可以适当增加补偿电容器的容量,当电容
三相异步交流电动机的无功补偿 邵宗岐北京时代集团公司 摘要：三相交流异步电动机在工矿企业中应用广泛，无论高压还是低压电动机，采取就地无功补偿对电动机运行节能降损具有重要意义。根据工程项目的实施，对电动机无功补偿容量的计算方法做了归纳总结，多项工程实践证明是切实可行的，实际应用也取得了良好的效果。 关键词：无功补偿; 空载电流; 负载率; 电动机效率 Three Phases AC Asynchronous Motor’s Reactive Power Compensation SHAO Zong-qi Time Group Incorporation Beijing China Abstract：Three phase AC asynchronous motors are widely used in factories.Whether for high voltage motors or low voltage motors, it’s important to effectively spread individual correction of the power factor. According to the project in practical experience,the design method of the the reactive power correction is summarized.It has been proved by many projects and gained good purpose in practical applications. Keywords: reactive power compensation；no-load current； load factor； motor’s efficiency 概述 在我国，三相异步电机用电量占全国发电总量的60∽70%,是主要用电负荷。然而，由于异步电动机独特的工作原理，以及电网节能降损的要求，异步电动机的应用使无功补偿装置成为其必不可少的配备一部分。异步电动机作为企业的主要用电设备，在企业用电总消耗的无功功率中约占70％，因此对于异步电动机采用就地无功功率补偿以提高供电系统的功率因数，节约电能，减少运行费用以及提高电能质量，具有重要的意义。尤其高压电动机额定容量大，年运行小时多，实施无功就地补偿，则节能效果更加显著。我国有关部门对三相异步电动机无功就地补偿推广应用制定了相应的标准,国家技术监督局GB3485-83<<评价企业合理用电导则>>中规定:在100kW以上的异步电动机在安全条件允许的情况下,就地补偿
电动机无功功率的就地补偿 清华大学电机工程与应用电子技术系林永 摘要介绍了电动机无功功率就地补偿时,电容器容量的选择方法和接线方式, 分析了并联电容器损坏的原因,提出增加并联补偿电容器的额定标称电压是防止电容 器损坏的有效方法。 关键词无功功率就地补偿电容器电动机 电动机无功功率就地补偿技术是国家推广的一项节电项目。大力推广这一新技术 ,对节能具有十分重要的意义。在煤矿井下,由于低压供电负荷距离变压器较远,采用 电动机无功功率就地补偿技术除了节约电能外,还可降低线路压降、使电动机易于起 动。 1 电动机就地补偿容量的选择 电动机就地补偿容量的选择,一般应以空载时补偿其功率因数至1为宜,不能以负 荷情况计算。因为以空载情况补偿,则满载时仍为滞后。若以负荷情况补偿至cos =1 ,空载(或轻载)时势必过补偿(即功率因数超前)。过补偿的电动机在切断电源后,由于 电容器之放电供给电动机以励磁,能使仍在旋转的电动机成为感应发电机,而使电压超 出额定电压好多倍,对电动机的绝缘和电容器的绝缘都不利,因此,感应电动机就地补 偿的电容器容量可由下式确定: Q C≤1.732U N I0
式中:Q C—就地补偿电容器的三相总容量,kW; U N—电动机的额定电压,kV; I0—电动机的空载电流,A。 防止电动机产生自激的电容器容量可按下式选用: Q C=0.9×1.732U N I0=1.5588U N I0 就地补偿电容器容量选择的主要参数是电动机的励磁电流,因为不使用电容器可 以造成电动机自激是选用电容器容量的必要条件。由于电动机的功率因数与负载率、 极数和容量有很大关系,负载率越低,功率因数越低;极数越多,功率因数也越低;同时, 容量越小,功率因数也越低。电动机的无功功率主要消耗在励磁电流上,随负载率变化 不大,因此,就地补偿的电容器容量与电动机的容量和极数有关。电动机就地补偿后的 功率因数达到0.95～0.98就可以了。 2 电容器的过电压 2.1电容器的无功功率与运行电压的平方成正比 在正弦波电压条件下,电容的无功功率为: Q=UI=U2/XC=ωCU2 从上式中可以清楚看出,Q与U 2成正比,当电容器的运行电压为额定电压的90%时 ,无功功率Q降低了19%,而当运行电压为额定电压的110%或120%时,无功功率分别增加 了21%或44%。 2.2 运行电压升高,使电容器的发热和温升都增加 电容器中由于介质损失引起的有功功率损失P S,可用下式表示: P S=ωCU2tgδ 从上式中可以看出,电容器的功率损耗和发热量也随着电压值的平方变化,运行电 压的升高,会使电容器的温度显著增大。当过电压太高时,就会导致热不平衡,最后造
摘要 本文进行了异步电动机的运行特性分析，通过电路分析和数学推导建立了异步电动机的数学模型及等效电路。阐述了三相异步电动机就地无功补偿的原理和作用。最后，以8051单片微型机作为控制主体设计了智能型交流异步电动机就地无功补偿装置。 关键词：异步电动机；单片机；无功补偿；AD654芯片；功率因数 AbStraCt Because Of SUCh adVan土age Ofthe aSynchronous motOr aS Simple St，rUCture，the reliable running，the convenient service and cheap phce，n iS widely applied in all tradeS and occupatiOnS．n iS well known that motOr whiCh iS direct·on Starting haS many malpracdces．When eleCtriCal machinery 1ight-lOading running，the power 10Se increases，the e伍Ciency and power faCtors bOth greatly reduce．TherefOre 讧haS extremely V讧a1 Signincance tO implement efieCUve COntrOl on aSyncbronous motOr， guaran“ng the secur讧y Ofthe eleCthCal machinery， avoiding th云eleCtriCal network impact，enabling讧economyrunninS． ThiS paper analyZe the model and equiValent Circun Ofthe aSynchronous motOL Anerdepic“ngthetheoryOftheaSynchronousmotOrreacdvepowercompensatiOno n the spot，we deSignathe aSynchronousmotOrreacdvepowercompensatiOndeviCe on theSpOtbasedon 8051 SingleChipMiCrocomputer． KeywordS：ASynchrOllOUS motOr； MiCrocompUter； AD654Chip；Power factOr ReacUvepowercompensatiOn； 引言 随着我国工农业生产的迅速发展，电能的需求量越来越大，开发和节约能源已成当务之急。作为一种重要的动力设备，三相交流异步电动机的用电量是非常大的。这些异步电动机一般都是按照设计的负载进行选择的，但在实际使用中，大都经常处在轻载，甚至在空载运行。因此，“大马拉小车”的现象几 乎是很普通的，如煤矿常用的胶带输送机、刮板机、绞车、压风机、机床等设备在大部分运行时间中，电动机的负荷变动都较大，其平均输出功率与最高输出功率之比一般为0．3—0．4，有的还更低。电动机的负载率低，效率小高，电能 的浪费现象十分严重。1996年国家统计局统计数字表明，我国全国年发电量的60％为各种电机设各所消耗，其中90kW以内的中小功率异步电动机耗能占总 电机耗能的7 0％，即消耗4200亿度电。按我国今年国家规定0．5元／／kWh
没目标数值怎么计算？ 若以有功负载1KW，功率因数从0.7提高到0.95时，无功补偿电容量： 功率因数从0.7提高到0.95时： 总功率为1KW，视在功率： S＝P/cosφ＝1/0.7≈1.4(KVA) cosφ1＝0.7 sinφ1＝0.71(查函数表得) cosφ2＝0.95 sinφ2＝0.32(查函数表得) tanφ＝0.35(查函数表得) Qc＝S(sinφ1－cosφ1×tanφ)＝1.4×(0.71－0.7×0.35)≈0.65(千乏) 电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90℃.而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压90℃.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180℃.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理. 计算示例 例如：某配电的一台1000KVA/400V的变压器，当前变压器满负荷运行时的功率因数cosφ =0.75， 现在需要安装动补装置，要求将功率因数提高到0.95，那么补偿装置的容量值多大？在负荷不变的前提下安装动补装置后的增容量为多少？若电网传输及负载压降按5%计算，其每小时的节电量为多少？ 补偿前补偿装置容量= [sin〔1/cos0.75〕－sin〔1/cos0.95〕]×1000=350〔KVAR〕安装动补装置前的视在电流= 1000/〔0.4×√3〕=1443〔A〕 安装动补装置前的有功电流= 1443×0.75=1082〔A〕 安装动补装置后视在电流降低=1443-1082/0.92=304 〔A〕 安装动补装置后的增容量= 304×√3×0.4=211〔KVA〕 增容比= 211/1000×100%=21% 每小时的节电量〔304 ×400 ×5% ×√3 ×1 〕 /1000=11 (度) 每小时的节电量(度)
1、无功补偿需求量计算公式： 补偿前：有功功率：P 1= S 1 *COS 1 ? 有功功率：Q 1= S 1 *SIN 1 ? 补偿后：有功功率不变，功率因数提升至COS 2 ?， 则补偿后视在功率为：S 2= P 1 /COS 2 ?= S 1 *COS 1 ?/COS 2 ? 补偿后的无功功率为：Q 2= S 2 *SIN 2 ? = S 1 *COS 1 ?*SIN 2 ?/COS 2 ? 补偿前后的无功差值即为补偿容量，则需求的补偿容量为： Q=Q 1- Q 2 = S 1*( SIN 1 ?-COS 1 ?*SIN 2 ?/COS 2 ?) = S 1*COS 1 ?*(1 1 1 2 - ? COS —1 1 2 2 - ? COS ) 其中：S 1-----补偿前视在功率；P 1 -----补偿前有功功率 Q 1-----补偿前无功功率；COS 1 ?-----补偿前功率因数 S 2-----补偿后视在功率；P 2 -----补偿后有功功率 Q 2-----补偿后无功功率；COS 2 ?-----补偿后功率因数
2、据此公式计算，如果需要将功率因数提升至0.9，在30%无功补偿情况下，起始功率因数为： Q=S*COS 1?*(1112-?COS —112 2-?COS ) 其中Q=S*30%，则： 0.3= COS 1?* (111 2-?COS —19.012-) COS 1?=0.749 即：当起始功率因数为0.749时，在补偿量为30%的情况下，可以将功率因数正好提升至0.9。 3、据此公式计算，如果需要将功率因数提升至0.9，在40%无功补偿情况下，起始功率因数为： Q=S*COS 1?*(1112-?COS —112 2-?COS ) 其中Q=S*40%，则： 0.4= COS 1?* (111 2-?COS —19.012-) COS 1?=0.683 即：当起始功率因数为0.683时，在补偿量为40%的情况下，可以将功率因数正好提升至0.9。
专 设备功率确定 负荷计算公式 一、计算 设备功率的确定 进行负荷计算时，需将用电设备按其性质分为不同的用电设备组，然后确定设备功率。 用电设备的额定功率r P 或额定容量r S 是指铭牌上的数据。对于不同负载持续率下的额定功率或额定容量，应换算为统一负载持续率下的有功功率，即设备功率 N P 。 （1）连续工作制电动机的设备功率等于额定功率。 （2）短时或周期工作制电动机（如起重机用电动机等）的设备功率是指将额定功率换算为统一负载持续率下的有功功率。 当采用需要系数法和二项式法计算负荷时，应统一换算到负载持续率ε为25%下的有功功率。 ,225 .0r r r r N P P P εε==kW （5-2-1） 当采用利用系数法计算负荷时，应统一换算到负载持续率ε为100%下的有功功率。 r r N P P ε= （5-2-2） 式中 r P ——电动机额定功率，kW ； r ε——电动机额定负载持续率。 （3）电焊机的设备功率是将额定容量换算到负载持续率ε为100%时的有功功率。 ,cos ?εr r N S P = kW （5-2-3） 式中 r S ——电焊机的额定容量，kV A ； ?cos ——功率因数。 （4）电炉变压器的设备功率是指额定功率因数时的有功功率。 ,cos ?r N S P = kW （5-2-4） 式中 r S ——电炉变压器的额定容量，kV A 。 （5）整流器的设备功率是指额定直流功率。 （6）成组用电设备的设备功率是指不包括备用设备在内的所有单个用电设备的设备功率之和。 （7）白炽灯的设备功率为灯泡额定功率。气体放电灯的设备功率为灯管额定功
负荷计算及无功补偿 第3章负荷计算及无功补偿 供配电技术 南京师范大学电气工程系 第3章负荷计算及无功补偿 3.1 负荷曲线与计算负荷 3.2 用电设备额定容量的确定 3.3 负荷计算的方法 3.4 功率损耗与电能损耗 3.5 变电所中变压器台数与容量的选择 3.6 功率因数与无功功率补偿 3.1 负荷曲线与计算负荷 3.1.1 负荷曲线 负荷曲线(load curve)是指用于表达可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线; 按所表示的负荷变动的时间分: 可分为日负荷,月负荷和年负荷曲线. 2.年最大负荷和年最大负荷利用小时数 (1)年最大负荷Pmax 年最大负荷Pmax就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率,因此年最大负荷也称为半小时最大负荷P30. (2)年最大负荷利用小时数Tmax 年最大负荷利用小时数又称为年最大负荷使用时间Tmax,它是一个假想时间,在此时间内,电力负荷按年最大负荷Pmax (或P30)持续运行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能. 下图为某厂年有功负荷曲线,此曲线上最大负荷Pmax就是年最大负荷,Tmax为年最大负荷利用小时数. 3.平均负荷Pav 平均负荷Pav,就是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率,也就是电力负荷在该时间内消耗的电能W除以时间t的值,即Pav=W/t 年平均负荷为Pav=Wa/8760 3.1.2 计算负荷(calculated load) 通常将以半小时平均负荷为依据所绘制的负荷曲线上的"最大负荷"称为计算负荷,并把它作为按发热条件选择电气设备的依据,用Pca(Qca,Sca,Ica)或 P30(Q30,S30,I30)表示. 规定取"半小时平均负荷"的原因: 一般中小截面导体的发热时间常数τ为10min以上,根据经验表明,中小截面导线达到稳定温升所需时间约为 3τ=3×10=30(min),如果导线负载为短暂尖峰负荷,显然不可能使导线温升达到最高值,只有持续时间在30min以上的负荷时,才有可能构成导线的最高温升. 3.1.3 计算负荷的意义和计算目的 负荷计算主要是确定计算负荷,如前所述,若根据计算负荷选择导体及计算负荷
无功补偿装置容量怎么计算？ 大家都知道，专变用户在消耗电网有功的时候，如果消耗有功功率较少，消耗无功功率较大，直接导致功率因数过低。功率因数低除了用户的力率调整电费受到影响，对电网也会造成危害。因此无功功率对供电系统和负载的运行都是十分重要的。 大部分用户的负载元件的阻抗基本都是呈感性，感性负载消耗的无功只能从电网中获取，显然就加大电网的损耗。解决的方式就是就地平衡无功，加装无功补偿装置。那么无功补偿装置的容量应该怎样计算呢？ 本文主要介绍两种无功补偿装置容量的计算方法 ① 给功率因数低的用户计算无功补偿 ② 对新增客户配置无功补偿装置 01 计算公式 公式中： P：实际的有功功率； Q1：没有加装无功补偿之前的无功功率； Q2：并联无功补偿运行之后的无功功率； Qj：需要补偿的无功功率； 案例： 假设某专变用户的变压器容量是630KVA，功率因数每个月均为0.6左右，导致该用户的力率调整电费被考核，现需要将功率因数提高到0.9左右，需要配置多大的无功补偿装置？
目前市场上的无功补偿装置容量规格有100、134、150、167、200、234、250、267、300、334、350、367、400、434、450、467、500、534、550、567、600等几种，因此加装334kvar自动投切装置比较合理。 02 对于新增加的负荷，简单来讲是不知道没有无功装置时的功率因数，通常来讲用情况一的方法是没有办法计算的，因为缺少一个已知参数。因此，这就需要我们引入一个经验值。 对于专变用户而言，供电局一般规定功率因数达到0.9才不被考核，而同一台630kW 的变压器，用户的实际负荷不同，配置的无功补偿装置也是不一样的。通常情况下，我们取变压器容量的30-40%。 案例： 假设某新增加专变用户的变压器容量是630kVA，需要配置多大的无功补偿装置？ 如果电机负载比重不大 Q=S×30%=630(kVA)×30%=189kvar 加装200kvar自动投切装置比较合理 如果电机负载比重较大 Q=S×40%=630(kVA)×40%=252kvar 加装250kvar自动投切装置比较合理 以上为个人肤浅的介绍，基本是按照低压侧补偿的方式。实际无功补偿装置的配置与计算较为复杂，负荷性质千千万万，不能一概而论。精确的配置需要详细计算每个单
电容补偿柜的电容容量如何计算 电容补偿柜的电容容量如何计算?（此文章讲的很透彻，很好的一篇文章）电网中由于有大功率电机的存在，使得其总体呈感性，所以常常在电网中引入大功率无功补偿器（其实就是大电容），使电网近似于纯阻性，Kvar就常用在这作为无功补偿电容器的容量的单位。 补偿电容器：主要用于低压电网提高功率因数，减少线路损耗，改善电能质量 电容器容量的换算公式为（指三相补偿电容器）： Q=√3×U×I ; I＝×C×U/√3 ; C=Q/×U×U) 上式中Q为补偿容量，单位为(Kvar)，U为额定运行电压，单位为(KV)，I为补偿电流，单位为(A)，C为电容值，单位为(F)。式中＝2πf/1000。 1. 例如：一补偿电容铭牌如下: 型号: , 3: 三相补偿电容器; 额定电压:; 额定容量:10Kvar ; 额定频率:50Hz ; 额定电容:199uF (指总电容器量，即相当于3个电容器的容量)。额定电流: 代入上面的公式，计算，结果相符合。 2. 200KVA变压器无功补偿柜匹配电容多少最合理? 一般来说,对于电动机类型的功率负荷,补偿量约为40%,对于综合配电变压器,补偿量约为20%. 如果知道未补偿前的功率因数,那么根据公式即可以算出具体的补偿量。 3. 例如：有电机12台，的电机4台，11KW的电机2台，500型电焊机15台，由于有用电高峰和低谷，在低谷时动力可下降30%，我现在用无功补偿柜里的电容器有4块14Kvar的，6块40Kvar的。据说匹配不合理，怎么样才能匹配合理。另外补偿器的读数在多少时最合适时没有罚款有奖励。 一般来说,配电变压器的无功补偿容量约为变压器容量的20%～40%，对于200KVA的配电变压器,补偿量约为40Kvar～80Kvar。准确计算无功补偿容量比较复杂，且负荷多经常变化，计算出来也无太大意义。一般设计人员以30%来估算，即选取60Kvar为最大补偿容量，也就是安装容量。电容器补的太少，起不到多大作用，需要从网上吸收无功，功率因数会很低，计费的无功电能表要“走字”，记录正向无功；电容器补的太多，要向网上送无功，网上也是不需要的，计费的无功电能表也要“走字”，记录反向无功；供电企业在月底计算电费时，是将正
抽油机电机的无功就地补偿 (通用版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0074
抽油机电机的无功就地补偿(通用版) 1前言 中原油田油区配电系统是采用35kV直配供电方式，配电变压器(35/0.4kV)和低压配电装置设在计量站，再由计量站经低压电缆辐射配电至抽油机电动机(额定电压为交流380V、额定容量45～55kW，油区主要用电负荷为抽油机电机)。低压配电系统一般采用在计量站变压器低压侧进行集中自动无功补偿。根据多年的运行情况，我们认为这种无功补偿方式、补偿装置的安装位置不能满足实际补偿的需要，致使油区低压配电系统的功率因数长期偏低(约0.5左右)，低压配电线路损耗过大，系统的整体经济效益下降。因此，经过我们对油区抽油机负荷特点的分析研究，提出了在油区抽油机电机旁进行无功就地补偿，即直接把补偿装置并接在抽油机电机的接线端。通过应用效果较好，目前我局油区低压配电系统的功率因数显著提
高，线路损耗大幅度降低，取得了较好的经济效益。 2抽油机负荷的特点 在油田的后期原油生产中，机械采油是生产原油的主要手段，同时机械采油的电力消耗也是主要的能耗之一。就中原油田而言，油区抽油机负荷约占生产用电负荷的80%以上。而这类负荷是一种依抽油机的冲程为周期性连续变化的负荷。电动机功率的匹配通常是根据负载电流或扭矩变化规律，按均方根求出等值电流或等值扭矩来计算的。但在实际运行中，因藏油情况的变化、泵挂深度的改变、地面调参情况的优劣及自然气候等因素的影响，抽油机电机的运行与负载的变化又很难处于最佳配置中，所以使得抽油机电机实际运行中负载率低下，又因单井电动机的无功补偿不到位，致使整个油区低压配电系统的功率因数偏低，力能指标(η×cosφ)也就低下。因此机采系统单井用电的功率因数的高低，是决定整个油区低压配电系统功率因数高低的关键因素，要想提高油区低压配电系统的功率因数，必须提高单井用电的功率因数，这对提高电能的利用率，获得可观的经济效益具有重大的现实意义。
电动机知识 电动机无功功率的就地补偿 摘要：介绍了电动机无功功率就地补偿时,电容器容量的选择方法和接线方式,分析了并联电容器损坏的原因,提出增加并联补偿电容器的额定标称电压是防止电容器损坏的有效方法。 关键词：无功功率就地补偿电容器电动机 电动机无功功率就地补偿技术是国家推广的一项节电项目。大力推广这一新技术,对节能具有十分重要的意义。在煤矿井下,由于低压供电负荷距离变压器较远,采用电动机无功功率就地补偿技术除了节约电能外,还可降低线路压降、使电动机易于起动。 1、电动机就地补偿容量的选择 电动机就地补偿容量的选择,一般应以空载时补偿其功率因数至1为宜,不能以负荷情况计算。因为以空载情况补偿,则满载时仍为滞后。若以负荷情况补偿至cos =1,空载(或轻载)时势必过补偿(即功率因数超前)。过补偿的电动机在切断电源后,由于电容器之放电供给电动机以励磁,能使仍在旋转的电动机成为感应发电机,而使电压超出额定电压好多倍,对电动机的绝缘和电容器的绝缘都不利,因此,感应电动机就地补偿的电容器容量可由下式确定: QC≤1.732UNI0 式中:QC—就地补偿电容器的三相总容量,kW; UN—电动机的额定电压,kV; I0—电动机的空载电流,A。 防止电动机产生自激的电容器容量可按下式选用: QC=0.9×1.732UNI0=1.5588UNI0 就地补偿电容器容量选择的主要参数是电动机的励磁电流,因
为不使用电容器可以造成电动机自激是选用电容器容量的必要条件。由于电动机的功率因数与负载率、极数和容量有很大关系,负载率越低,功率因数越低;极数越多,功率因数也越低;同时,容量越小,功率因数也越低。电动机电容器制造厂订做6.9kV标称电压的高压电容器和0.45kV标称电压的低压电容器。 2、电容器的过电压 2.1电容器的无功功率与运行电压的平方成正比 在正弦波电压条件下,电容的无功功率为: Q=UI=U2/XC=ωCU2 从上式中可以清楚看出,Q与U 2成正比,当电容器的运行电压为额定电压的90%时,无功功率Q降低了19%,而当运行电压为额定电压的110%或120%时,无功功率分别增加了21%或44%。 2.2运行电压升高,使电容器的发热和温升都增加 电容器中由于介质损失引起的有功功率损失PS,可用下式表示: PS=ωCU2tgδ 从上式中可以看出,电容器的功率损耗和发热量也随着电压值的平方变化,运行电压的升高,会使电容器的温度显著增大。当过电压太高时,就会导致热不平衡,最后造成电容器损坏。 Domain:https://www.doczj.com/doc/ac17645204.html, dnf辅助More:d2gs2f 2.3 电容器的寿命随电压的升高而缩短 电容器内部的绝缘介质在长期高电场作用下产生老化作用,使电容器绝缘强度逐渐降低而发生击穿。电容器绝缘介质的电场强度愈高,老化愈快,电容器绝缘介质的寿命也愈短。研究认为,当电压增加15%时,其寿命就可以缩短到运行于额定电压时的32.7%～37.6%左右。因此,严格要求电容器运行电压在允许范围之内,是保证电容器安全运行的重要措施。根据相电力电容器运行电压的标准规定,电容器不要在超过1.1倍额定电压下长期运