2-3功率因素

NmdecaPKScosSNT≥Sca§2-3功率因数的提高一、提高功率因数的意义：1、提高电力系统的供电能力；2、减小供电网络中电压损失；3、提高供电质量；4、降低供电系统的功率损耗;5、降低企业产品成本。二、提高功率因数的方法1、提高负荷的自然功率因数：1）正确选择合理使用电动机。（电动机一定Q一定，侧P随负荷变）即大马拉小车。2）合理选择变压器（同上）3）对于容量大且不要求调速的电动机，选用同步电动机。提高电力系统的供电能力发电能力S=C,Q↓P↑大马拉小车。Q=CP↓φ↑COSφ↓发电机；SQPφS1=SQ1＜QP1＞Pφ1＜φ电动机；QPφQ1=QP1＜Pφ1＞φ2、人工补偿提高功率因数。并联电容器------人为产生容性电流抵消感性电流'caP'caP'三、电容器的选择：1.补偿电容器无功容量的计算。需补电容器提供的总无功功率补偿前的电网无功功率补偿后的电网无功功率-tan=(tan-tan)0QQQacCacANTacANTacCPPPQQQtantantantan∴∵tanPQQC=PΣ(tan-tan)﹥0'coscos''tan例;=0.6;=53º13¹→tan=1.333=0.9;=25º48¹→=0.47∴1.33-0.47=0．86﹥02．电容器台数的确定。每相应并联的电容器台数。n=N/3取偶数分别接到母线两段上。C2wNCNC()QNUqU3、电容器的补偿方式1）单独就地补偿；（单台电机）2）分散补偿：每台电机各补偿各的3）集中补偿：变电所二次母线上（常用）4、电容器的接线方法1）三角形接线；UC△=Uω（线），优点；由于QC=ωC，则外加电压高，无功容量大。一相断线仍可补偿。缺点；容易发生两相短路，短路电流数值极大，电容器可能发生爆炸。2）星形接线；UCＹ=(1/)Uω优点；外加电压低，电容器不容易发生爆炸。2U3缺点；无功容量小，一相断线不可补偿。由于Q∝所以QC△=3QCＹ需要指出，集中固定补偿在变电所的高压和低压侧均可进行。在低压侧补偿时，应考虑降压变压器的功率损耗。一般；按有功损耗ΔPT=(0.015～0.2)Sca，无功损耗ΔQT=（0.06～0.1)Sca进行估算。2U例2-3某小型机械厂拟建一个降压变电所，装设一台10/0.4KV的低损耗变压器。已知计算出变电所低压侧有功功率为650KW，无功功率为800kvar。规定工厂(变电所高压侧)的功率因数不得低于0.9。如在低压侧装设并联电容器BW0.4-12-1进行补偿，每相上装多少台电容器?补偿前后工厂的总视在计算负荷有何变化?所选主变压器容量又有何变化?解；1、补偿前的功率因数；1）变电所低压侧的视在计算负荷低压侧的功率因数；cosφ=Pca/Sca=650/1031=0.63)(10318006502222KVAQPScacaca2、无功补偿容量；考虑到变压器损耗，且要求变电所高压侧的功率因数不得低于0.9。为此，取低压侧补偿后的功率因数cosφ′=0.92，则低压侧并联电容器的容量：Qc=PΣ(2)［tanφ(2)-tanφ′］=650(tancos-10.63-tancos-10.92)=525（kvar）所需并联BW0.4-12-1的台数N=QC/qc(UW/UN)2=525/12×(0.4/0.4)2=43.75（台）每相上应并联电容器台数---n=N/3=43.75/3=14.55（台）取n=15台实际上低压侧电容器补偿容量为Q′c=3nqc=3×15×12=540（kvar）3、补偿后的功率因数：-----------变电所低压侧的视在计算负荷主变压器的功率损耗-----------ΔP′T≈0.015S′ca(2)=0.015×700=10.5（KW）ΔQ′T≈0.06S′ca(2)=0.06×700=42（kvar）928.0700/650/)(700cos5408006502222SPQQpSacacacKVAac变电所高压侧的计算负荷----------------------P′ca(2)+ΔP′T=650+10.5=660.5（KW）Q′ca(1)=Qca(2)-Q′c+ΔQ′T=800-540+42=302（kvar）S′ca(1)=√P′2ca(1)+Q′2ca(1)=√(660.5)2+3022=726.3KV·A补偿后高压侧的功率因数：------------------cosφ′（1）=P′ca(1)/S′ca(1)=660.5/726.3=0.91满足要求。4、补偿前后视在计算负荷主变压器容量比较补偿前Sca(1)=1088.9（KV·A）查表2-3知SN·T=1250（KV·A）补偿后S′ca(1)=726.3(KV·A）查表2-3知S′N·T=800（KV·A）通过补偿，其视在计算负荷减少为ΔSca(1)=Sca(1)-S′ca(1)=1088.9-726.3=362.6（KV·A）主变压器容量在补偿后减少---------ΔSN·T=S′N·T------------------------=1250-800=450（KV·A）按基本容量电费为每月5元/KV·A计算，该工厂每月仅由于主变压器容量减少而节约的电费为450KV·A×5元/KV·A=2250元由此可见，采用无功补偿来改善功率因数能取得可观的经济效果