第一篇:有功无功功率计算方法
有功表与无功表电费计算方法
例一:高供低量方式
某厂在供电部门10kV配电线路上接用SL7—500kVA变压器一台(10/0.4kV),计量点在低压侧,生产车间出线安装的计量装置有:3×380V、3×5A有功、无功电能计量表一套,配用400/5电流互感器,办公楼用电出线和宿舍区生活用电出线各安装3×380V、3×10A电能表一具(各出线在过表之前分开)。3月份各计量表抄见读数如下:
抄表日期 车间有功 车间无功 办公楼 宿舍生活
2月28日
7941
1083
0456
0895 3月29日
8273
1170
0724
1885 计算该厂三月份应付电费。
计算:
1、 电能表抄见电量计算
① 车间有功:
(8273-7941)×400/5=26560千瓦时
② 车间无功:
(1170-1083)×400/5=6960千乏时
③ 办公楼:
724-456=268千瓦时
④ 宿舍生活:
1885-895= 990千瓦时
2、 变损计算
① 合计变压器各出线电量之和:
26560+268+990=27818千瓦时
② 查变压器损耗表得:
有功变损1220,无功变损12820 ③ 分摊各有功计量点有功变损:
宿舍生活变损:
1220×990/27818=43千瓦时
办公楼变损:
1220×268/27818=12千瓦时
车间有功变损:
1220―43―12=1165千瓦时
3、 计算各计量点计费电量
宿舍生活:990+43=1033千瓦时
办公楼: 268+12=280千瓦时
车间有功:26560+1165=27725千瓦时
4、 计算各计量点电量电费
① 车间有功:
电价为大工业1—10kV电度电价,假设为 0.486元/千瓦时
电费:27725×0.486=13474.35元
其中,扣除政府性基金和附加后的电费:
27725×(0.486―0.029)=12670.33元
注:假设0.029为政府性基金和附加之和。
② 办公楼:
电价为非居民照明1—10kV电度电价,假设为0.582元/千瓦时 电费:280×0.582=162.96元
③ 宿舍生活:
电价为居民生活1—10kV电度电价,假设为0.565元/千瓦时
电费:1033×0.565=583.65元
5、 计算基本电费:
500×13=6500元
注:假设基本电费按变压器容量收取,标准为13元/月•千伏安
6、 计算功率因数调整电费
① 参加功率因数计算的电量:
有功:27725千瓦时
无功:6960+12820×26560/27818=19200千乏时
注:无功变损根据有功电量的比例进行分摊。
② 查功率因数调整表:
比值=无功/有功:
19200/27725=0.69 查功率因数调整表得功率因数:0.82,调整%:4 ③ 计调整电费:
(6500+12670.33)×4%=766.81元
7、 全厂应付3月电费:
6500+13474.35+766.81+162.96+583.65=21487.77元。
例二:高供高量且转供
某厂的受电变压器为10/0.4kV、SJ—560kVA一台,在其高压侧安装3×100V、3×5A有功、无功电能计量表一套,配用10/0.1电压互感器,75/5电流互感器。变压器低压侧出线分三路,一路供车间生产用电,安装3×380/220V、3×5A电能表一具,配用800/5电流互感器;另一路出线供生活区用电,安装3×380/220V、3×5A电能表一具,配用50/5电流互感器;第三路出线通过一只3×50A电能表向附近农业抽水站转供20kW电力。现根据各电能表
5、6月抄见读数,计算该厂及农业抽水站6月份应付电费。
抄表日期 高压侧 低压侧
有功表 无功表 生产表 生活表 外供表
5月30日 1791 1073 4127 3744 97208 6月30日 1954 1139 5546 4440 00348
计算:
1、 电能表抄见电量计算
① 高压侧
倍率:75/5×10/0.1=1500 有功:(1954-1791)×1500=244500千瓦时
无功:(1139-1073)×1500=99000千乏时
② 低压侧:
生产:(5546-4127)×800/5=227040千瓦时
生活:(4440-3744)×50/5=6960千瓦时
外供:100000+348-97208=3140千瓦时
注:100000为满码进位数。
2、变损计算
低压侧总电量:
227040+6960+3140=237140千瓦时
变损电量:244500-237140=7360千瓦时
生活变损:7360×6960/237140=216千瓦时
外供变损:7360×3140/237140=97千瓦时
3、 计算各计量点计费电量
生活:6960+216=7176千瓦时
外供:3140+97=3237千瓦时
车间:244500-(7176+3237)=234087千瓦时
4、 计算各计量点电量电费
① 生活电价为居民生活1—10kV电度电价,假设为 0.429元/千瓦时
电费:7176×0.429=3078.50元
② 外供电价为农业排灌1—10kV电度电价,假设为0.177元/千瓦时
电费:3237×0.177=572.95元
③ 车间电价为大工业1—10kV电度电价,假设为0.366元/千瓦时
电费:234087×0.366=85675.84元
其中:扣除政府性基金和附加后的电费:234087×(0.366-0.029)=78887.32元
注:假设0.029为政府性基金和附加之和。
5、 计算基本电费:
(560-20)×13=7020元
注:假设基本电费按变压器容量收取,标准为13元/月•千伏安
6、 功率因数调整电费
① 参加功率因数计算的电量:
有功:244500千瓦时,无功:99000千乏时
② 查功率因数调整表:
比值=无功/有功:99000/237324=0.4049 查功率因数调整表得功率因数:0.93,调整%:-0.45 ③ 计算调整电费:
(7020+78887.32)×(-0.45%)=-386.58元
注:因外供部分未装无功表,故将外供及自用的综合功率因数作为该厂之平均功率因数。
7、 该厂应付6月电费:
7020+85675.84-386.58+3078.50=95387.76元
8、 农业抽水站应付6月电费:572.95元
例三:换变压器
某厂原用10/0.4kV、SJ—560kVA变压器一台,低压侧分生产和生活两路供电。生产用电装3×380V、3×5A有功、无功电能计量表一套,配用800/5电流互感器;生活用电装3×380/220V、3×5A电能计量表一具,配用40/5电流互感器。从6月21日起变压器换为SJ—320kVA,生产用电电流互感器换为500/5,生活用电计量装置不变,5~6月各电能表抄见读数如下表:
抄表日期 生产有功 生产无功 生活
5月30日 24875 47268 21463 6月21日 25365 47618
6月30日 25754 47896 21893 计算该厂6月份电费。
计算:
1、 电能表抄见电量计算
6月1日~6月20日(560kVA变压器)
生产有功:(25365-24875)×800/5=78400千瓦时
生产无功:(47618-47268)×800/5=56000千乏时
6月21日~6月30日(320kVA变压器)
生产有功:(25754-25365)×500/5=38900千瓦时
生产无功:(47896-47618)×500/5=27800千乏时
全月
生产有功:78400+38900=117300千瓦时
生产无功:56000+27800=83800千乏时
生活:(21893-21463)×40/5=3440千瓦时
2、 变损计算
① 把各变压器的有功电量折算成全月电量:
560kVA变压器:78400×30/20+3440=121040 320kVA变压器:38900×30/10+3440=120140 ② 查变压器损耗表得变压器全月运行的耗损:
560kVA变压器有功:3490千瓦时
无功:28730千乏时
320kVA变压器有功:3560千瓦时
无功:21210千乏时
③ 根据实际运行天数计算应收变压器损耗,并分摊到计量点:
6月1日~6月20日
560kVA变压器有功:3490×20/30=2327千瓦时
无功:28730×20/30=19153千乏时
6月21日~6月30日
320kVA变压器有功:3560×10/30=1187千瓦时
无功:21210×10/30=7070千乏时
全月有功损耗:2327+1187=3514千瓦时
全月无功损耗:19153+7070=26223千乏时
生活损耗:3514×3440/(117300+3440)=100
生产损耗:3514-100=3414
3、 计算各计量点计费电量
生产有功:117300+3414=120714千瓦时
生活:3440+100=3540千瓦时
4、 计算各计量点电量电费
① 生活电价为居民生活1—10kV电度电价,假设为0.429元/千瓦时
电费:3540×0.429=1518.66元
② 生产电价为大工业1—10kV电度电价,假设为0.366元/千瓦时
电费:120714×0.366=44181.32元
其中,扣除政府性基金和附加后的电费:120714×(0.366-0.029)=40680.62元
注:政府性基金和附加为0.029元/千瓦时。
5、 计算基本电费:(容量按实际天数计算) (560×20/30+320×10/30)×13 =480×13=6240元
注:假设基本电费按变压器容量收取,标准为13元/月•千伏安
6、 功率因数调整电费
① 参加功率因数计算的电量:
有功:120714千瓦时,无功:83800+26223×117300/(117300+3400)=109294千乏时
无功损耗根据有功电量的比例进行分摊。
② 查功率因数调整表:
比值=无功/有功:109294/120714=0.9054 查功率因数调整表得功率因数:0.74,调整%:8.0 ③ 计算调整电费:
(6240+40680.62)×8.0%=3753.65元
7、 该厂应付6月电费:
6240+44181.32+3753.65+1518.66=55693.63元
例四:峰谷分时电价及按需量计基本电费
供电局以10kV电压向某工厂供电,其受电变压器总容量为4000kVA。在其高压配电室的计量装置有3×100V、3×5A电子复费率表一具,配用10/0.1电压互感器、150/5电流互感器;在变压器低压侧生活用电出线装3×380/220V、3×5A电能计量表一具,配用40/5电流互感器。该厂实行峰谷分时电价,按最大需量计算基本电费。7~8月电能计量表读数如下表:
抄表日期 最大需量 有功 无功 生活
峰时段 平时段 谷时段
7月30日 3278 3389 3501 2479 21463 8月31日 0.73 3380 3539 3680 2612 21893 计算该厂8月份电费。
1、 电能表抄见电量计算
①总用电
倍率:10/0.1×150/5=3000 峰时段:( 3380-3278) ×3000=306000千瓦时
平时段:( 3539-3389) ×3000=450000千瓦时
谷时段:( 3680-3501) ×3000=537000千瓦时
有功合计:306000+450000+537000=1293000千瓦时
无功:(2612-2479) ×3000=399000千乏时
②生活用电:(21893-21463)×40/5=3440千瓦时
2、 计算生产用电计费电量
总有功:1293000-3440=1289560千瓦时
峰时段: 1289560 ×306000/1293000=305186千瓦时
谷时段: 1289560 ×537000/1293000=535571千瓦时
平时段:1289560-305186-535571=448803千瓦时
3、 计算电度电费
①生产用电
假设大工业1—10kV平段电价为0.366元/千瓦时,峰段电价为0.5682元/千瓦时,谷段电价为0.1638元/千瓦时
平时段电度电费:448803×0.366=164261.89元 峰时段电度电费:305186×0.5682=173406.69元
谷时段电度电费:535571×0.1638=87726.53 元
电度电费合计:
164261.89+173406.69+87726.53= 425395.11元
其中:扣除政府性基金和附加后的电度电费为425395.11-1289560×0.029=387997.87元
②生活用电
电价为居民生活1—10kV电度电价,假设为0.429元/千瓦时
电费:3440×0.429= 1475.76元
4、 计算基本电费
0.73×3000×19.5=42705元
注:容量电费标准为19.5元/月.千瓦
5、 计算功率因数调整电费
① 参加功率因数计算的电量:
有功:1293000千瓦时,无功:399000千乏时
注:按综合功率因素计算。
② 查功率因数调整表:
比值=无功/有功:399000/1293000=0.3086 查功率因数调整表得功率因数:0.96,调整%:-0.75 ③ 计算调整电费:
(42705+387997.87)×(-0.75%)=-3230.27元
6、 该厂8月应付电费:
387997.87+37397.24+42705-3230.27+1475.76 =466345.60元
第二篇:交流电路中的有功和无功功率教学设计
一、教学背景
正弦稳态电路的重要用途之一就是传递能量,因此,有关正弦稳态电路功率的概念和计算是正弦稳态电路分析的重要内容。
学生在学本知识点前,已经学习了正弦量的基本概念、正弦量的有效值、复数的基本运算、相量表示法、基尔霍夫定律的相量形式、电路元件伏安关系的相量形式、阻抗和导纳、相量分析法等知识点。
二、教学目标
1、知识目标:
(1) 理解有功功率、无功功率的概念; (2) 理解无功功率并不等于无用功率; (3) 了解无功功率的危害;
(4) 理解有功功率、无功功率和复功率的关系; (5) 会计算有功功率、无功功率。
2、能力目标:
(1) 从一则寓言故事《小猴子摘桃》激发学生对“无功而返”的思考,对无功功率的讲解埋下伏笔,使学生更深刻理解无功功率的危害和作用,让学生更深刻地理解电网中的无功功率主要构成,通过对无功功率和有功功率的学习和思考,进一步提高电力工程中实际问题的分析能力。
(2) 通过对有功功率的推导,对有功功率、无功功率的计算,以及它们和复功率的关系、复功率的计算等,增加学生的数学建模能力和运算能力。
3、情感目标:
(1) 通过无功功率和寓言故事的类比,体会“无功而返”这个成语,培养学生的知识类比以及哲学思考能力。
(2) 为了计算有功功率和无功功率,引入了复功率的概念,计算可以获得简化。计算了复功率,也就得到了有功功率和无功功率,通过学习,使学生在处理复杂运算问题时学会采用的一种化繁为简的思想。
三、 教学重点与难点
1、重点
(1) 有功功率的来源。 (2) 无功功率不等于无用功率。
2、难点
(1) 有功功率的推导。 (2) 无功功率不等于无用功率
(3) 利用复功率,可以简化有功功率和无功功率的计算。
四、 教学方法
1、 引入
通过《小猴子摘桃》寓言故事,阐述无功而返成语含义,并引入本知识点,主要阐述功率可以属于有功功率也可以属于无功功率。
2、 本节讲授
(一) 有功功率的推导,无功功率的定义,以及在工程领域中的应用; (二) 讲授利用复功率来计算有功功率、无功功率。
3、 总结
有功功率和无功功率是正弦稳态电路分析中的一个知识重点,也是知识难点。电功率可以做功,也可以不做功。
首先,通过有功功率、无功功率的定义,阐述其在工程领域中的应用。 其次,无功功率不等于无用功率。无功功率有危害,也有广泛的应用。 最后,有功功率和无功功率可以通过计算复功率来获得。
第三篇:风电场有功功率控制
黑龙江公司研发基于WAMS系统风电调峰控制系统
加强风电场有功功率控制
发布时间:2010-04-20点击次数:
黑龙江公司在6座风电场完成WAMS系统风电调峰控制系统改进和完善,并成功进行了远方控制风电场有功功率试验。据了解,黑龙江公司根据国家电网公司《风电场接入电网技术规定》,在4月19日召开的风电控制技术研讨会上提出了有关风电机组频率保护、电压保护、低电压穿越、风电场有功功率控制、电能质量监测、无功补偿装置的技术要求,而WAMS系统风电调峰控制系统即针对其中的风电场有功功率控制的实际应用。
《风电场接入电网技术规定》中要求风电场应具备有功功率调节能力,能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出,为了实现对有功功率的控制,风电场需配置有功功率控制系统,接收并自动执行调度部门远方发送的有功功率控制信号,确保风电场最大有功功率值及有功功率变化值不超过电网调度部门的给定值。
2008年黑龙江公司通讯调度中心研究开发了基于WAMS系统风电调峰控制系统,通过WAMS和EMS系统获取风电、水电、火电机组出力、联络线运行计划、线路潮流电压等电网运行信息,按照调峰量公平公正分配、风电电量损失最小、风电机组无损伤控制三个原则对风电场实施调峰控制。该系统通过在风电场PMU装置增设控制单元,实时接收省调风电调峰控制主站下发的调峰控制指令,从而智能判断风场的运行工况,并将最终的风机控制指令通过协议传递给风电场本地后台监控系统,利用监控系统完成风机控制动作。这种控制方式需要风机生产厂家开放后台监控系统控制协议,并对监控系统进行改进,目前华锐风电公司、金风科技公司配合黑龙江公司已经在6座风电场完成监控系统改进,并成功进行了远方控制风电场有功功率试验。
为充分发挥黑龙江电网风电调峰控制系统作用,解决人工调度的控制不精确、调整速率慢、工作量大等问题,各风电场、风机生产厂家与黑龙江公司密切配合,逐步完善后台监控系统控制协议开放和改进工作,实现风电场功率优化控制功能。(桑学勇)
信息来源:黑龙江省电力公司
EMS - Environment Monitoring System环境监测系统
第四篇:风机电机功率的计算方法
选用的电机功率N=(Q/3600)*P/(1000*η)*K其中风量Q单位为m3/h,全压P单位为Pa,功率N单位为kW,η风机全压效率(按风机相关标准,全压效率不得低于0.7,实际估算效率可取小些,也可以取0.6,小风机取小值,大风机取大值), K为电机容量系数,参见下表。
1、离心风机
功率KW
一般用
灰尘
高温 小于0.5
1.5
1.2
1.3 0.5-1
1.4
1-2
1.3
2-5
1.2
大于5
1.1-1.15
2、轴流风机:1.05-1.1,小功率取大值,大功率取小值 选用的电机功率N=(Q/3600)*P/(1000*η)*K 风机的功率P(KW)计算公式为P=Q*p/(3600*1000*η0* η1) Q—风量,m3/h; p—风机的全风压,Pa;
η0—风机的内效率,一般取0.75~0.85,小风机取低值、大风机取高值
η1—机械效率,
1、风机与电机直联取1;
2、联轴器联接取0.95~0.98;
3、用三角皮带联接取0.9~0.95;
4、用平皮带传动取0.85 如何计算电机的电流: I=(电机功率/电压)*c 功率单位为KW 电压单位:KV C:0.76(功率因数0.85和功率效率0.9乘积)
第五篇:无功补偿功率问题及其节电原理
无功补偿功率节电原理
在交流电路中,由电源供给负载率有两种:一种是有功功率,一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。比如:5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能,带动水泵抽水或脱粒机脱粒;各种照明设备将电能转换为光能,供人们生活和工作照明。有功功率的符号用P表示,单位有瓦(W)、千瓦(KW)、兆瓦(MW)。
无功功率比较抽象,它是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯,除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外,还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功,才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示,单位为乏(Var)或千乏(kVar)。
无功功率决不是无用功率,它的用处很大。电动机的转子磁场就是靠从电源取得无用功率建立的。变压器也同样需要无功功率,才能使变压器的一次线圈产生磁场,在二次线圈感应出电压。因此,没有无功功率,电动机就不会转动,变压器也不能变压,交流接触器不会吸合。为了形象地说明问题,现举一个例子:农村修水利需要挖土方运土,运土时用竹筐装满土,挑走的土好比是有功功率,挑空竹筐就好比是无功功率,竹筐并不是没用,没有竹筐泥土怎么运到堤上呢?
在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,那么,这些用点设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。
无功功率对供、用电产生一定的不良影响,主要表现在:
1.降低发电机有功功率的输出。
2.降低输、变压设备的供电能力。
3.造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。
4.造成底功率因数运行和电压下降,使电气设备容量得不到充分发挥。
从发电机和高压电线供给的无功功率,远远满足不了负荷的需要,所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户对无功功率的需要,这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。
2、功率因数
电网中的电力负荷如电动机、变压器等,属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差,通常用相位角φ的余弦cosφ来表示。Cos φ称为功率因数,又叫力率。功率因数是反映电力用户设备合理使用状况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标。三相功率因数的计算公式为:
P=Q= UIcosS= UIcos =P/S
式中cosφ———功率因数;
P————有功功率,kw;
Q————无功功率,kVar;
S————视在功率,kv,A。
U————用电设备的额定电压,V。
I————用电设备的运行电流,A。
功率因数分为自然功率因数、瞬时功率因数和加权平均功率因数。
(1)自然功率因数:是指用电设备没有安装无功补偿设备时的功率因数,或者说用电设备本身所具有的功率因数。自然功率因数的高低主要取决于用电设备的负荷性质,电阻性负荷(白炽灯、电阻炉)的功率因数较高,等于1。而电感性负荷(电动机、电焊机)的功率因数比较低,都小于1。
(2)瞬时功率因数:是指在某一瞬间由功率因数表读出的功率因数。瞬时功率因数是随着用电设备的类型、负荷的大小和电压的高低而时刻在变化。
(3)加权平均功率因数:是指在一定时间段内功率因数的平均值,其计算公式为:提高功率因数的方法有两种,一种是改善自然功率因数,另一种是安装人工补偿装置。无功功率补偿的种类和特点
1.集中补偿
在高低压配电所内设置若干组电容器,电容器接在配电母线上,补偿供电范围内的无功功率,如图1所示。1.2组合就地补偿(分散就地补偿)电容器接在高压配电装置或动力箱的母线上,对附近的电动机进行无功补偿,如图2所示。
1.单独就地补偿
将电容器装于箱内,放置在电动机附近,对其单独补偿。图3为电容器直接接在电动机端子上或保护设备末端,一般不需要电容器用的操作保护设备,称为直接单独就地补偿。油井使用电容补偿器后,无功功率和视在功率下确实很明显,但是为什么有功功率和单井有功电量都上升了。这样的话,究竟是节电了还是耗电增加了?无功补偿见到效果,应该有哪些体现?单井有功电量应该有什么反应?请专家赐教!
答:一般的用电负载都有线圈,如异步电动机绕组、电器的线圈等。线圈消耗感性无功(即常称为滞后无功),电容则消耗容性无功(即常称为超前无功)。
无功功率是不消耗能量的功率,只是在交流电的半个周期内暂时将电能以磁场(感性无功)或电场(容性无功)的形式储存起来,然后再另外半个周期内将所储存的能量返还给电网。
虽然无功不消耗电能,但是要储存电功率就必须通过增加电流来实现。而电流的增加,电网传输线路的损耗将增大。所以增加无功本身不消耗功率,而是增加电流使电能传输的损耗增加。此外,由于电流的增加,供配电设备的负担加重,负载能力下降。因此,应该进行补偿。否则,电业部门将增收一定的额外收费以作线路损耗和其它因此而造成的费用。
你说:油井使用电容补偿器后,无功功率和视在功率下降确实很明显,但是为什么有功功率和单井有功电量都上升了?其实,若油井或单井设备的工作量没有增加,有功功率和单井有功电量都不会上升。
你说的情况可能是:
1、无功功率占视在功率的比重上升了,或者说功率因数上升了。或者说是由于电网电流下降,可以增加负载。
2、油井或单井的用点设备增加,因才可能使有功电量上升。
对于第一种情况,应该说是省电了,或能量损耗减少了;对于第二种情况,不能说不是节电,应该说提高了供电设备的效率。也就是说,如果不补偿,同样的供电设备和线路提供不了那么多的有功功率,现在补偿后能够提供那么多的有功功率是设备的效率或利用率增加了,也是有很高的经济效益的。
补偿电容器的主要作用是通过补偿无功来提高用电设备的功率因数,所以说从用电部门来讲不会有什么集体的不同感觉,有功电量的消耗也不会有明显增加,但无功的消耗一定是明显降低的,由于供电局向工业企业供电时无功消耗也是计费的,着也就是说用电企业会因
无功消耗的降低而节约很大一笔开支,在许多地区,如果企业能将功率因数提高到0.9以上的,供电局会返还一定比例的电费作为奖励,如果你单位的功率因数较高,建议你去当地的供电部门咨询一下。
电网中的许多点设备是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场,在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等,这种功率叫无功功率。电力系统中,不但有有功功率平衡,无功功率也要平衡。
有功功率、无功功率、视在功率之间的关系如图1所示Q
S=S
式中
S————视在功率,KVAφ
P————有功功率,KWP
Q————无功功率,kvar图一
φ角为功率因数角,它的余弦(cosφ)是有功功率与视在功率之比即cosφ=P/S称为功率因数。
由功率三角形可以看出,在一定的有功功率下,用电企业功率因数cosφ越小,则所需的无功功率越大。如果无功功率不是由电容器提供,则必须由输电系统供给,为满足用电的要求,供电线路和变压器的容量需增大。这样,不仅增加供电投资、降低设备利用律 ,也将增加线路损耗。为此,国家供用电规则规定:无功电力应就地平衡,用户应在提高用电自然功率因数的基础上,设计和装置无功补偿设备,并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除,防止无功倒送。还规定用户的功率因数应达到相应的标准,否则供电部门可以拒绝提高功率因数,防止无功倒送,从而节约电能,提高运行质量都具有非常重要的意义。
补偿的基本原理是:把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并连接在同一电路,能量在两种负荷之间相互交换。这样,感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。
当前,国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小。
采用并联电容器进行无功补偿的主要作用:
1.提高功率因数
如图2所示? 图中
P————有功功率
S1————补偿前的视在功率
S1S2 Q2S2————补偿后的视在功率
Q1————补偿前的无功功率
φ2φ1Q2————补偿后的无功功率
Pφ1————补偿前的功率因数角
图二φ2————补偿后的功率因数角
由图示中可以看出,在有功功率P一定的前提下,无功功率补偿以后(补偿量Qc=Q1-Q2),功率因数角由φ1φ减小到φ2,则cosφ2>cosφ1提高了功率因数。
1.降低输电线路及变压器的损耗
三相电路中,功率损耗△P的计算公式为
1.P=3
式中P——有功功率,KW
U————额定电压,KV;
R————线路总电阻,?。
由此可见,当功率因数cosφ提高以后,线路中功率损耗大大下降。
1.改善电压质量
线路中电压损失△U的计算公式
U=3
Q1
S1式中P————有功功率,KW;
S2Q————无功功率,Kvar;
Q2U————额定电压,KV;
φ2 φ1R————线路总电阻, ;
P图三X ————线路感抗,?。
由上式可见,当线路中,无功功率Q减小以后,电压损失△U也就减小了。
1.提高设备出力
如图3所示,由于有功功率P=S•cosφ,当供电设备的视在功率S一定时,如果功率因数cosφ提高,即功率因数角由φ1到φ2,则设备可以提供的有功功率P也随之增大到P+△P,可见,设备的有功出力提高了。
电容器容量的选者:
电容器安装容量的选者,可根据使用目的的不同,按改善功率因数,提高运行电压和降低线路损失等因素来确定。
按改善功率因数确定补偿容量的方法简便、明确,为国内外所通用。根据功率补偿图(如图
2)中功率之间的向量关系,可以求出无功补偿容量 Qc,
(kvar)
或(kvar)
式中P————最大负荷月的平均有功功率,KW;
tgφ
1、tgφ2————补偿前后功率因数角的正切值;
cosφ
1、cosφ2————补偿前后功率因数值。
可利用查表法,查出每1KW有功功率、功率因数,改善前后所需补偿的容量。再乘以最大负荷的月平均有功功率,即可计算出所需要的无功补偿容量。
感性负载:即和电源相比当负载电流滞后负载电压一个相位差时负载为感性(如负载为电动机、变压器)
容性负载:即和电源相比当负载电流超前负载电压一个相位差时负载为容性(如负载为补偿电容)
阻性负载:即和电源相比当负载电流负载电压没有相位差时负载为阻性(如负载为白炽灯:电炉) 混联电路中容抗比感抗大,电路呈容性反之为感性。
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