有關(guān)工廠供電系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)奶接?/h1>
2014-10-09 10:50:46約翰迪爾佳木斯農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司孫艷麗黑龍江省九三電業(yè)局榮軍供電所孫先琦哈爾濱鐵路局佳木斯車站單玉明
河北農(nóng)機(jī) 2014年9期
1、約翰·迪爾（佳木斯）農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司 孫艷麗 2、黑龍江省九三電業(yè)局榮軍供電所 孫先琦 3、哈爾濱鐵路局佳木斯車站 單玉明
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的使用量和成本都在逐步增加，利用無功補(bǔ)償可以有效降低電能在使用過程中的電網(wǎng)損耗，從而起到節(jié)能降耗的作用。為此，要及時(shí)掌握供電系統(tǒng)的功率參數(shù)，合理評(píng)價(jià)供用電過程中的電能利用程度，并了解電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，利用無功補(bǔ)償來提高供用電過程中的安全性，并降低電網(wǎng)中的無功網(wǎng)損和有功網(wǎng)損，確保供電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。
1 無功的產(chǎn)生
對(duì)于交流電路來說，在供用電的過程中會(huì)產(chǎn)生兩種類型的電功率，即有功功率和無功功率。所謂有功功率，就是指電源在一定的時(shí)期內(nèi)產(chǎn)生的瞬時(shí)功率的平均值，也就是負(fù)載電阻在電力供應(yīng)中所耗費(fèi)的功率。所謂無功功率，就是指電路中如果有電感或電容，那么電路就會(huì)在前期階段將電能儲(chǔ)存起來，以磁場能量的形式保存，并在后期階段釋放出來，從而達(dá)到了能量儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換的作用，再次將能量返還給電源。值得一提的是，無功功率的能量轉(zhuǎn)換不會(huì)真正消耗能量，而是一種能量的交換與補(bǔ)償。
在電力系統(tǒng)中，無功功率的作用是有限的，它不會(huì)對(duì)外做功，但它卻能夠完成電氣設(shè)備的做功需要。只要電氣設(shè)備中含有電磁線圈，就會(huì)形成磁場，也會(huì)對(duì)無功功率進(jìn)行消耗。在利用無功功率時(shí)，首先需要電動(dòng)機(jī)來建立一種磁場，并且要維持磁場的正常旋轉(zhuǎn)，利用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方法來使機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)，利用無功功率來形成一種轉(zhuǎn)子磁場。除此之外，無功功率也是變壓器運(yùn)行過程中不可缺少的，它能夠在變壓器中的線圈內(nèi)形成一種磁場，從而通過二次線圈的感應(yīng)原理來完成變壓過程，但不會(huì)吸合交流接觸器。如果電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)有足夠多的無功功率，那么用電設(shè)備的無功功率就會(huì)受到影響，從而造成用電設(shè)備無法順利形成電磁場。在此情況下，用電設(shè)備就無法維持正常運(yùn)行，從而也會(huì)降低設(shè)備端電壓，限制了用電設(shè)備功能的正常發(fā)揮。
2 無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t與類型
對(duì)于很多發(fā)電機(jī)來說，無功功率的供給都是有限的，一般無法充分滿足電力負(fù)荷的需求。因此，需要在電網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置必要的無功補(bǔ)償裝置，從而解決無功功率不足的問題，使用電設(shè)備能夠正常地在額定電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是無功補(bǔ)償在供電系統(tǒng)中的運(yùn)行原理。
2.1 無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t
在利用無功補(bǔ)償時(shí)，需要遵循以下幾個(gè)方面的原則：一是要進(jìn)行電網(wǎng)的全面規(guī)劃，使電網(wǎng)布局更加合理，并利用分級(jí)補(bǔ)償?shù)霓k法來實(shí)施無功補(bǔ)償；二是在利用分散補(bǔ)償時(shí)，還需要結(jié)合集中補(bǔ)償?shù)姆椒?，但要以分散補(bǔ)償為主要方法；三是要將高壓補(bǔ)償和低壓補(bǔ)償相結(jié)合，并且要將低壓補(bǔ)償作為一種主要的補(bǔ)償原則；四是要充分發(fā)揮降損和調(diào)壓的作用，并且要將降損作為主要的控制手段。
2.2 無功補(bǔ)償?shù)念愋?/h3>
2.2.1 固定投切這種方式在功率過低的情況下，會(huì)產(chǎn)生補(bǔ)償不足的問題，并且功率因數(shù)通常偏低。但如果功率過高，就會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)償過量的情況，功率因素也會(huì)相應(yīng)增高，從而形成電網(wǎng)中的電流倒供的問題。
2.2.2 延時(shí)投切這種方式也被人們稱為一種靜態(tài)補(bǔ)償方式，利用接觸器來實(shí)現(xiàn)投切，專用的接觸器會(huì)通過一系列的動(dòng)作抑制電容涌流，這種方式能夠有效避免接觸器的動(dòng)作可能對(duì)電容器造成的損害，同時(shí)也可以避免防備電容在投切過程中產(chǎn)生的系統(tǒng)振蕩問題。
2.2.3 瞬時(shí)投切這種方式也被稱為一種動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆椒?，在利用半?dǎo)體電力器件作用的同時(shí)，還充分利用了數(shù)字技術(shù)，通過脈沖信號(hào)來完成導(dǎo)通過程，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的接觸器無法完成的控制過程。
2.2.4 混合投切這種方式是將多種補(bǔ)償方式相結(jié)合，可以充分發(fā)揮各種補(bǔ)償方式的優(yōu)勢(shì)，并且也拓寬了投切的應(yīng)用范圍，能夠起到更好的補(bǔ)償效果。
3 無功補(bǔ)償?shù)乃惴?/h2>
在電力系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償會(huì)受到電力負(fù)荷的影響，也與功率因數(shù)有很大的關(guān)系。在計(jì)算補(bǔ)償量時(shí)通常會(huì)采取以下幾種方法：
（在上述公式中，Q指的是補(bǔ)償容量，P指的是平均有功負(fù)荷，cosφ1和cosφ2分別指補(bǔ)償前后的目標(biāo)功率參數(shù)。）
此外，補(bǔ)償容量的計(jì)算還可以利用查表法，利用相關(guān)參考書和手冊(cè)中的補(bǔ)償容量表對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，從而根據(jù)相應(yīng)參數(shù)值來確定補(bǔ)償容量。還可以利用個(gè)別補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ脝闻_(tái)電動(dòng)機(jī)來完成個(gè)別補(bǔ)償?shù)倪^程，并且要在電動(dòng)機(jī)空載的情況下再實(shí)施補(bǔ)償過程，以防止過補(bǔ)償導(dǎo)致的電機(jī)損壞，并要按照以下公式來計(jì)算補(bǔ)償容量Q：
（在上述公式中，Q指的是補(bǔ)償容量，Ue、Io分別指的是額定電壓和空載電流。）
結(jié)語
在工廠供電系統(tǒng)中，利用無功補(bǔ)償?shù)霓k法可以提高功率因數(shù)，從而提高工廠的經(jīng)濟(jì)效益，也能夠提高電能的利用效率，減少功率損耗和電能損耗。此外，還能夠提高電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量，起到節(jié)能環(huán)保的效果，對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行都有著良好的促進(jìn)作用。
[1]唐正杰.淺析工廠供電無功補(bǔ)償[J].科技視界，2014.（13）.
[2]趙國柱.工廠供電系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)奶接慬J].黑龍江科學(xué)，2013.（05）.
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隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源的使用量和成本都在逐步增加，利用無功補(bǔ)償可以有效降低電能在使用過程中的電網(wǎng)損耗，從而起到節(jié)能降耗的作用。為此，要及時(shí)掌握供電系統(tǒng)的功率參數(shù)，合理評(píng)價(jià)供用電過程中的電能利用程度，并了解電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，利用無功補(bǔ)償來提高供用電過程中的安全性，并降低電網(wǎng)中的無功網(wǎng)損和有功網(wǎng)損，確保供電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。
1 無功的產(chǎn)生
對(duì)于交流電路來說，在供用電的過程中會(huì)產(chǎn)生兩種類型的電功率，即有功功率和無功功率。所謂有功功率，就是指電源在一定的時(shí)期內(nèi)產(chǎn)生的瞬時(shí)功率的平均值，也就是負(fù)載電阻在電力供應(yīng)中所耗費(fèi)的功率。所謂無功功率，就是指電路中如果有電感或電容，那么電路就會(huì)在前期階段將電能儲(chǔ)存起來，以磁場能量的形式保存，并在后期階段釋放出來，從而達(dá)到了能量儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換的作用，再次將能量返還給電源。值得一提的是，無功功率的能量轉(zhuǎn)換不會(huì)真正消耗能量，而是一種能量的交換與補(bǔ)償。
在電力系統(tǒng)中，無功功率的作用是有限的，它不會(huì)對(duì)外做功，但它卻能夠完成電氣設(shè)備的做功需要。只要電氣設(shè)備中含有電磁線圈，就會(huì)形成磁場，也會(huì)對(duì)無功功率進(jìn)行消耗。在利用無功功率時(shí)，首先需要電動(dòng)機(jī)來建立一種磁場，并且要維持磁場的正常旋轉(zhuǎn)，利用轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方法來使機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)，利用無功功率來形成一種轉(zhuǎn)子磁場。除此之外，無功功率也是變壓器運(yùn)行過程中不可缺少的，它能夠在變壓器中的線圈內(nèi)形成一種磁場，從而通過二次線圈的感應(yīng)原理來完成變壓過程，但不會(huì)吸合交流接觸器。如果電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)有足夠多的無功功率，那么用電設(shè)備的無功功率就會(huì)受到影響，從而造成用電設(shè)備無法順利形成電磁場。在此情況下，用電設(shè)備就無法維持正常運(yùn)行，從而也會(huì)降低設(shè)備端電壓，限制了用電設(shè)備功能的正常發(fā)揮。
2 無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t與類型
對(duì)于很多發(fā)電機(jī)來說，無功功率的供給都是有限的，一般無法充分滿足電力負(fù)荷的需求。因此，需要在電網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)置必要的無功補(bǔ)償裝置，從而解決無功功率不足的問題，使用電設(shè)備能夠正常地在額定電壓下運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是無功補(bǔ)償在供電系統(tǒng)中的運(yùn)行原理。
2.1 無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t
在利用無功補(bǔ)償時(shí)，需要遵循以下幾個(gè)方面的原則：一是要進(jìn)行電網(wǎng)的全面規(guī)劃，使電網(wǎng)布局更加合理，并利用分級(jí)補(bǔ)償?shù)霓k法來實(shí)施無功補(bǔ)償；二是在利用分散補(bǔ)償時(shí)，還需要結(jié)合集中補(bǔ)償?shù)姆椒?，但要以分散補(bǔ)償為主要方法；三是要將高壓補(bǔ)償和低壓補(bǔ)償相結(jié)合，并且要將低壓補(bǔ)償作為一種主要的補(bǔ)償原則；四是要充分發(fā)揮降損和調(diào)壓的作用，并且要將降損作為主要的控制手段。
2.2 無功補(bǔ)償?shù)念愋?/h3>
2.2.1 固定投切這種方式在功率過低的情況下，會(huì)產(chǎn)生補(bǔ)償不足的問題，并且功率因數(shù)通常偏低。但如果功率過高，就會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)償過量的情況，功率因素也會(huì)相應(yīng)增高，從而形成電網(wǎng)中的電流倒供的問題。
2.2.2 延時(shí)投切這種方式也被人們稱為一種靜態(tài)補(bǔ)償方式，利用接觸器來實(shí)現(xiàn)投切，專用的接觸器會(huì)通過一系列的動(dòng)作抑制電容涌流，這種方式能夠有效避免接觸器的動(dòng)作可能對(duì)電容器造成的損害，同時(shí)也可以避免防備電容在投切過程中產(chǎn)生的系統(tǒng)振蕩問題。
2.2.3 瞬時(shí)投切這種方式也被稱為一種動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)姆椒?，在利用半?dǎo)體電力器件作用的同時(shí)，還充分利用了數(shù)字技術(shù)，通過脈沖信號(hào)來完成導(dǎo)通過程，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的接觸器無法完成的控制過程。
2.2.4 混合投切這種方式是將多種補(bǔ)償方式相結(jié)合，可以充分發(fā)揮各種補(bǔ)償方式的優(yōu)勢(shì)，并且也拓寬了投切的應(yīng)用范圍，能夠起到更好的補(bǔ)償效果。
3 無功補(bǔ)償?shù)乃惴?/h2>
在電力系統(tǒng)中，無功補(bǔ)償會(huì)受到電力負(fù)荷的影響，也與功率因數(shù)有很大的關(guān)系。在計(jì)算補(bǔ)償量時(shí)通常會(huì)采取以下幾種方法：
（在上述公式中，Q指的是補(bǔ)償容量，P指的是平均有功負(fù)荷，cosφ1和cosφ2分別指補(bǔ)償前后的目標(biāo)功率參數(shù)。）
此外，補(bǔ)償容量的計(jì)算還可以利用查表法，利用相關(guān)參考書和手冊(cè)中的補(bǔ)償容量表對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，從而根據(jù)相應(yīng)參數(shù)值來確定補(bǔ)償容量。還可以利用個(gè)別補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ脝闻_(tái)電動(dòng)機(jī)來完成個(gè)別補(bǔ)償?shù)倪^程，并且要在電動(dòng)機(jī)空載的情況下再實(shí)施補(bǔ)償過程，以防止過補(bǔ)償導(dǎo)致的電機(jī)損壞，并要按照以下公式來計(jì)算補(bǔ)償容量Q：
（在上述公式中，Q指的是補(bǔ)償容量，Ue、Io分別指的是額定電壓和空載電流。）
結(jié)語
在工廠供電系統(tǒng)中，利用無功補(bǔ)償?shù)霓k法可以提高功率因數(shù)，從而提高工廠的經(jīng)濟(jì)效益，也能夠提高電能的利用效率，減少功率損耗和電能損耗。此外，還能夠提高電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量，起到節(jié)能環(huán)保的效果，對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行都有著良好的促進(jìn)作用。
[1]唐正杰.淺析工廠供電無功補(bǔ)償[J].科技視界，2014.（13）.
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