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[已解决] 请问下,无功补偿器是不是就是电容器?

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发表于 2009-1-18 15:45:21 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国北京

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请问下,无功补偿器是不是就是电容器?9 [' X- f' N2 f+ N0 W! i1 N
无功补偿需要投切,电容器需要吗?投切是怎么投的?有这方面的书籍吗?
发表于 2009-1-19 16:43:26 | 显示全部楼层 来自: 中国福建福州
电容器是通过什么原理补偿无功的?  R+ q6 Z) N& L0 |, d* ^
交流电力系统需要电源供给两部分能量,一部分将用于作功而被消耗掉,这部分能量将转化为机械能,光能,热能或化学能,我们称为“有功功率”。另一部分能量是用来建立磁场,用于交换能量使用的,对于外部电路,它并没有作功,由电能转化为磁能,再由磁能能转化为电能,周而复始,并没有消耗,这部分能量我们称为“无功功率”。无功是相对有功而言的,不能说无功是无用之功,没有这部分功率,就不能建立感应磁场,电动机,变压器等设备就不能运转,在电力系统中,除了负荷需要无功功率外,线路的电感电抗和变压器的电感电抗也需要无功功率。
( [* t( ?! k# I- w/ j在交流电力系统中,当正弦电流i=Imsinωt通过电感时,则电感两端的电压为:
  e' D- Y1 k/ g% c) q( Su=L =ωLImcosωt=ωLImsin(ωt+ )=U msin(ωt+ )  X) B* `. v: l9 Z4 o3 b5 p' Y
式中U m=ωLIm 。由此式可见,电感的电压u 与电流i为同频率的正弦量,而其相位则超前电流 /2或90°。也就是说,电压达到最大值的时间比电流早1/4个周期。
" x, x5 e" R. t9 v* g" j; t电感中的功率:
6 X; i6 i* a9 u2 b+ L- e; [P=ui= U mI msinωt•sin(ωt+ )= U mI msinωtcosωt=UIsin2ωt
, @& ?8 d, c2 Z" _# E, ^3 K% M所以功率是一个时间的正弦函数,其频率为电流频率的两倍。功率在第二个和第四个1/4周期内电感在吸收功率,并把所吸收的能量转化为磁场能量储存。而在第一个和第三个1/4周期内电感就把储存的磁场能量送回电网。磁场能量和外部能量的转换反复进行,电感的平均功率为零,所以电感是不消耗功率的。
/ U. d2 m. b  T: [$ M在交流电力系统中,当正弦电压u=Umsinωt加到电容上时,则电容中的电流为:6 \; E0 m9 f. ]$ T, A! p
i=C =ωCUmcosωt=I msin(ωt+ )  a  t5 k" o2 y8 ]7 Z
由此式可见,电容中的电流i与电压u为同频率的正弦量,电流的最大值Im=ωCUm,电流的相位超前电压 /2或90°,或电压落后于电流90°。5 [6 T6 j$ e$ V- g0 o. Z  i& Z0 @
电容中的功率:
3 @1 L; H6 P- o  gP=ui= U mI msinωtcosωt=UIsin2ωt  D1 c8 J' U  P  j8 D7 _2 ~
所以功率也是一个时间的正弦函数,其频率为电压频率的两倍。功率在第一个1/4周期内,电容在吸收功率进行充电,把能量储存在电场中。在第二个周期内电容则放出储存的能量,原来储存在电场中的能量将全部送回给外部电路。第三个和第四个1/4周期内又重复一次。电容的充放电过程,实际上就是外部电路的能量和电容的电场能量之间的交换过程。其平均功率为零,所以电容也是不消耗功率的。' S) \) ^( u, A( t
如上所述,在交流系统中,正弦波电压的变化从零逐渐升高到最大值,然后再降低到零值,在第一个1/4周期中,当电压通过零点逐渐上升时,电容开始充电吸收功率,电感则将储存的能量放回电路。而当第二个1/4周期,电感吸收功率时,电容放出功率。第三和第四个1/4周期又重复这样的充放电循环过程。因此,电容和电感并联在同一电路时,当电感吸收功率时,正好电容释放能量,电感放出能量时,电容正好吸收能量。能量就在它们之间相互交换,即电感性负荷所需的无功功率,可以由电容器的无功输出得到补偿。' Y( C: N( Y" Z1 C. i& T6 q0 x
由功率三角形可以看出,电力负荷大部分是电感性的,需要电源供给无功功率。加装电容器的补偿装置以后,补偿装置给感性负荷提供了无功功率,使由电源输送的无功功率减小利率cos 得到提高,视在功率也相对减小。' W! A( T0 F* X3 v& @
在感性电路中,电流滞后于电压, <0,无功功率为正值。而在溶性电路中,电流超前于电压。 >0,无功功率为负值。所以无功功率按电路的性质有正有负。
5 T' G" J* a' w& v当大量的感性负载接入系统时,会使系统电压下降,频率降低,损耗加大。此时,就应在系统中投入电容器来补偿。当感性负载在系统中切除后,因电容器的大量存在,该区域系统中电流超前于电压,电路的性质为容性。使其电力系统末端电压高于首端电压(即所谓的“容升”现象)。当容性无功功率反送到主电网,电容的容抗值合适时,能导致发电机自励磁。破坏电网的稳定性等。因此,系统中又接入了并联电抗器,用来吸收剩余无功。当电容器发出的无功被电抗器吸收时,电容器就做了无用功。此时应切除电容器。如不切除电容器会因系统电压升高使电容器过负荷运行(Qc=2 ƒCU2)。使系统设备损耗增加,缩短电容器的使用寿命等。
  h# @5 p' f( L1 E3 G一般来说,低压电容补偿柜由柜壳、母线、断路器、隔离开关,热继电器、接触器、避雷器、电容器、电抗器、一、二次导线、端子排、功率因数自动补偿控制装置、盘面仪表等组成。  R7 h# |  [* r- ^
负荷中非线性成份(谐波)的存在,会使电容电路中除工频基波电流流过外,还有其它高频(高次谐波)电流流过电容电路,使电容器产生过压、过流、超容、超温等情况而损坏,或电容器组投不上等情况;对这种场合,除可以选用专用“滤波电容器”增加自身的抵抗能力外(价格要高些);还可以通过选配合适的电抗器组成滤波回路,滤去某次较强的高次湝波;选择额定电压高一些的电容器,也是减少谐波事故的方法之一。, K' ^9 `! F9 |5 z
容量为700KW的负荷,可以先测量一下其自然功率因数值,就是全部负荷起动情况下,不带电容器时的功率因数值。若没有办法精确测量,估计你大部分负荷都是电机,以功率因数COSφ1=0.70估算,若要在额定状态下,将其功率因数提高到0.90,则需要补偿电容器容量为:
& a+ i- N6 b! \! h补偿前:COSφ1=0.70,φ1=0.7953,tgφ1=1.020
+ C  F, c( x3 K/ @6 L( _补偿后:COSφ2=0.90,φ2=0.451,tgφ2=0.483
& ?% N  E7 L7 e# ^9 T) u' C" FQc=Pe*(tgφ1-tgφ2)=700*(1.020-0.483)=375.9(Kvar)
! N3 Z- c/ m  g1 B取整,约需要补偿378Kvar的电容器,若选择单台14Kvar的电容器组,则需要27块
发表于 2009-1-19 17:23:22 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
我觉得电抗器也是一种无功补偿器,总之,他们的作用都是为了获得较高的品质因素,就是要保持电压和电流的同相位。电容的作用是电压不会突变,电抗的作用是电流不会突变。! {$ v3 M! i7 z% T1 J
因此,如果说无功补偿器是电容器,不是很准备,反过来则是对的。
发表于 2009-1-19 18:41:57 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江台州
楼上的同志说的不对。电抗器是感性的,其电流滞后于电压相位,这就决定了它需要消耗无功功率,而无功补偿器需要电流超前电压以产生无功功率的目的,两者特性明显相反的。电抗器一般都是用来抑制电流尖峰,消耗无功功率以增加功率因数,而无功补偿则相反,它是产生无功功率以补偿感性负载如电力变压器,电动机等消耗的无功功率,抬高电网线路电压降低输电线路损耗。2 d1 i% V4 b6 W8 s" O& s/ t
另外,补偿无功功率还有很多种方法,最便宜最简单的当然用的是电容器了,大容量的采用同步电机构成的同步调相机。% ~& j- C5 Q! X, K' A
* K/ T" F  V% G6 s1 I3 d' z8 H7 b) d
[ 本帖最后由 flyrox 于 2009-1-19 18:43 编辑 ]
发表于 2009-1-20 09:13:20 | 显示全部楼层 来自: 日本
针对现在工厂及家用电器的特点,主要是感性负载,这就需要无功补偿,主要是电容器补偿。投切根据负载的电流和电压的相位差及大小计算出无功功率。再决定投切数量。
发表于 2009-1-20 10:17:49 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北孝感
目前的电器以感性负载为主,所以无功补偿器主要是用电容进行补偿。
发表于 2009-1-22 12:08:48 | 显示全部楼层 来自: 中国河北衡水
以上讨论的比较好,值得学习.
* b2 K* E7 W) Z" h" h
! {- p- f% n* x  [* t0 R看来这里的气氛比较浓厚." K$ U7 E$ I; H3 j; k

/ p6 I- d, K+ O3 m我就不必多嘴了.
发表于 2009-1-22 14:56:24 | 显示全部楼层 来自: 中国广东广州
要检测出电流是超前了还是滞后了,再确定用电容或电感去补偿!
发表于 2009-1-22 15:26:02 | 显示全部楼层 来自: 中国辽宁锦州
太专业了都  看来还是要实践 啊
发表于 2009-1-23 17:01:28 | 显示全部楼层 来自: 中国河北保定
无功补偿是在电路中串联电抗器或电容器,减小电力系统的无功功率,提高系统功率因数。不过一般情况下,我们的电力系统中使用的感性设备较多,所以,一般是并联电容器就可以做到无功补偿了。! n% E0 L- j. ~- n' f
所以,无功补偿不能认为是电容器,应该时电容器、电抗器的合理搭配使用。3 ?/ C/ H3 N2 g" P8 D9 a0 c
个人观点,不对之处,请高手拍砖!!
 楼主| 发表于 2009-1-27 10:36:07 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
谢谢各位,看来我还得补补基础知识 。
 楼主| 发表于 2009-1-27 10:40:26 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
各位大侠,我想了解无功补偿方面的知识,得找那些书籍学习呢?
发表于 2009-2-7 14:06:36 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
原帖由 flyrox 于 2009-1-19 18:41 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif3 ~' n- m$ ^$ q1 r# c$ e
楼上的同志说的不对。电抗器是感性的,其电流滞后于电压相位,这就决定了它需要消耗无功功率,而无功补偿器需要电流超前电压以产生无功功率的目的,两者特性明显相反的。电抗器一般都是用来抑制电流尖峰,消耗无功功 ...

4 w( r; J: ]' `
6 [. h, D) [( j+ P  J1 J6 K" ]我觉得主要还是看负载情况吧,如果是容性负载,电抗器当然可以用来做功率补偿。只不过我们工业里,感性负载如电动机之类的比较多而已。- i0 Q) J( o/ q9 z4 ~
电抗器抑制电流尖峰,电容器抑制电压尖峰。呵呵,这两种器件是对立统一的。  J9 Y& y$ j' I7 }0 f
俺没有玩过太大功率的,还请多指教。
发表于 2009-2-7 14:32:58 | 显示全部楼层 来自: 中国广东深圳
民用的,基本上可以这么讲。% r1 ]* T9 c, j0 O
电容器可作无功补偿,: [/ l9 f' X8 h5 a
同步电机,
+ F% K- m' s" A, M% }2 e其实就是功率因数补偿。  K9 \. v; m. \: T, y2 }
单片机检测,电压电流之间的相位关系,输出投切信号,
发表于 2009-5-20 10:22:25 | 显示全部楼层 来自: 中国河北保定
在电网中安装并联电容、同步调相机等容性设备以后,可以供给感性无功电流,减小无功功率的设备(并联电容器、同步电机、串联电抗器、并联电抗器等)统称为无功补偿器。
发表于 2009-5-20 13:21:57 | 显示全部楼层 来自: 中国河北石家庄

电容器是无功补偿的设备之一

电容器是无功补偿的设备之一。我们的负载大部分是感性负载,所以,电容器是无功补偿不可缺少的设备之一。
发表于 2009-5-20 18:19:14 | 显示全部楼层 来自: 中国河南郑州

回复 13# xdch 的帖子

发表于 2009-5-20 19:26:35 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江绍兴
原帖由 wuhongweizz 于 2009-5-20 13:21 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
8 [4 z5 }# C' @8 U. D7 ]电容器是无功补偿的设备之一。我们的负载大部分是感性负载,所以,电容器是无功补偿不可缺少的设备之一。

! m2 p( O: C$ y5 J( Q6 T$ S电容器就是无功补偿
发表于 2009-5-31 17:45:50 | 显示全部楼层 来自: 中国四川成都
电容器是无功补偿的设备之一。
发表于 2009-6-6 13:45:22 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江绍兴
电容器是无功补偿不可缺少的设备之一。
发表于 2009-6-6 13:49:29 | 显示全部楼层 来自: 中国四川绵阳
电容器是无功补偿器不可缺少设备之一,无功补偿器不等于电容器。
发表于 2009-6-6 17:14:05 | 显示全部楼层 来自: 中国广东广州
电容器只是是无功补偿不可缺少的元件,但不是就是无功补偿。
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