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專業:電氣工程及其自動化
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摘要
隨著我國電力的不斷發展，對供電的要求越來越嚴格。它是我們日常生活中不可缺少的壹部分，也是整個國民經濟的重要組成部分。它直接影響工農業生產的發展和人民生活的改善，是當今社會經濟發展和人民日常生活不可缺少的主要能源。對於廣大供電企業來說，用戶功率因數的高低直接關系到電網中的功率損耗和電能損耗，供電線路的電壓損耗和電壓波動，以及整個供電區域的節電和供電質量。這是眾所周知的真理。因此，提高電力系統的功率因數已成為電力行業的重要課題，而要提高電力系統的功率因數，首先要提高每個用戶的功率因數。摘要:本文簡要介紹了影響電網功率因數的主要因素，利用低壓無功補償的幾種方法，以及確定無功補償容量以提高電力系統功率因數的壹般方法。
[關鍵詞]功率因數影響因素補償方法容量確定
目錄
壹.導言4
二、主要內容:6
1，影響功率因數6的主要因素
1.1.感性設備和電力變壓器是消耗無功功率的主要設備。
1.2，超出規定範圍的電源電壓也會對功率因數7產生很大的影響。
1.3，電網頻率的波動也會對異步電動機和變壓器的磁化無功產生壹定的影響。
2、低壓電網的無功補償8
2.1、低壓電網無功補償的壹般方法8
2.1.1，隨機補償8
2.1.2，衛星補償8
2.1.3，跟蹤補償9
2.2.采取適當措施提高系統的自然功率因數。
2.2.1，合理選擇電機10。
2.2.2提高異步電動機維修質量10
2.2.3.帶同步電機或異步電機的同步運行補償為10。
2.2.4.正確選擇變壓器容量提高運行效益11
3.功率因數手動補償12
3.1，最常用的安裝在變電站12的並聯電容器組。
3.2並聯補償移相電容器應滿足以下電壓和容量要求12。
3.3分相補償13
三。第14號結論
四。參考15
壹.導言
很多電氣設備都是根據電磁感應原理工作的，比如配電變壓器、電機等。它們都依靠交變磁場的建立來轉換和傳遞能量。建立交變磁場和感應磁通所需的電功率稱為無功功率，是壹個能量轉換標度不變的物理量。因此，在供電系統中，除了有功電源外，還需要無功電源，兩者缺壹不可。
在功率三角形中，有功功率P與視在功率S的比值稱為功率因數COSφ，其計算公式為COS φ = P/S。
在電網運行中，功率因數反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度。我們希望功率因數越大越好。這樣可以使電路中的無功功率降到最低，大部分視在功率將用於供給有功功率，從而提高電能傳輸的功率。
用戶功率因數的高低對電力系統中發電、供電和用電設備的充分利用有著重大影響。無功補償又稱就地補償，不僅可以充分發揮發供電設備的生產能力，降低線損，改善電壓質量，還可以提高用戶電氣設備的工作效率，為用戶自身節約用電。因此，對於我國廣大供電企業來說，不僅可以減輕上壹級電網補償壓力，提高用戶功率因數，還可以有效降低電能損耗，減少用戶電費支出。其社會效益和經濟效益將十分顯著。
二、主要內容:
1，影響功率因數的主要因素
1.1.感性設備和電力變壓器是消耗無功功率的主要設備。
大量的感性設備，如異步電動機、感應爐、交流焊機等設備，是無功功率的主要消耗者。據有關統計，在工礦企業消耗的全部無功功率中，異步電動機的無功功率消耗占60% ~ 70%；然而，異步電動機空載時消耗的無功功率占總無功功率的60% ~ 70%。因此，要提高異步電動機的功率因數，就要防止電動機空載運行，盡可能提高負載率。電力變壓器消耗的無功功率壹般約為其額定容量的10% ~ 15%，空載無功功率約為滿載時的1/3。因此，為了提高電力系統和企業的功率因數，變壓器不應長期空載或低負荷運行。
1.2，超出規定範圍的電源電壓也會對功率因數產生很大的影響。
當電源電壓高於10%額定值時，由於磁路飽和的影響，無功功率會迅速增加。據相關統計，當供電電壓為額定值的110%時，無功功率壹般會增加35%左右。當電源電壓低於額定值時，無功功率也相應降低，從而提高了它們的功率因數。但是，電源電壓的降低會影響用電設備的正常工作。由Q=UI*Sin？推掉罪惡？=Q∕UI，因此應采取措施保持電力系統的供電電壓盡可能穩定。
1.3，電網頻率的波動也會對異步電動機和變壓器的磁化無功產生壹定的影響。
綜上所述，我們知道影響電力系統功率因數的壹些主要因素，所以要尋求壹些有效實用的方法來提高低壓電網的功率因數，使低壓電網實現無功功率的就地平衡，達到降損節能的效果。
2、低壓電網的無功補償
2.1、低壓電網無功補償的壹般方法
低壓無功補償主要有三種方法:隨機補償、跟隨補償和跟蹤補償。下面簡單介紹這三種補償方式的適用範圍以及使用這種補償方式的優缺點。
2.1.1，隨機補償
隨機補償是根據單個電氣設備的無功功率需求，以分散的方式將壹個或多個低壓電容器組並聯到電氣設備上，它與電氣設備壹起使用壹套斷路器。通過控制和保護裝置，電機同時開啟和關閉。隨機補償適用於補償個別大容量、連續運行的無功消耗(如大中型異步電動機)，主要用於補償勵磁無功。該方法能更好地限制農村電網的無功峰值負荷。
隨機補償的優點是:當電氣設備運行時，無功補償會投入運行，當電氣設備停止時，補償設備也會退出，不會造成無功回送，也不需要頻繁調整補償容量。具有投資少、占地小、安裝容易、配置方便靈活、維護簡單、事故率低等優點。
2.1.2，跟隨器補償
伴隨補償是指通過低壓開關將低壓電容器接入配電變壓器二次側，以無功補償配電變壓器空載無功的補償方式。配電變壓器輕載或空載時的無功負荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配電變壓器的空載無功是農村電網無功負荷的主要部分。對於負荷較輕的配電變壓器來說，這部分損耗在供電中所占的比重較大，導致了電價的提高，不利於同網同價。
後續補償的優點是:接線簡單，維護管理方便，有效補償配電變壓器的空載無功，限制農網的無功基負荷，局部平衡這部分無功，從而提高配電變壓器的利用率，降低無功網損，是目前常用的無功補償手段之壹。
2.1.3，跟蹤補償
跟蹤補償是指利用無功補償開關裝置作為控制保護裝置，對大用戶0.4KV母線上的低壓電容器組進行補償的補償方法。適用於100KVA以上的特配用戶，可替代隨機和從補償方式，補償效果好。
跟蹤補償的優點是運行方式靈活，運行維護工作量小，使用壽命更長，運行比前兩種補償方式更可靠。但缺點是控制和保護裝置復雜，初期投資比較大。但當三種補償方式經濟性接近時，應優先選擇跟蹤補償方式。
2.2.采取適當措施提高系統的自然功率因數。
提高自然功率因數不需要任何補償設備的投資，只需采用各種管理或技術手段，降低各種電氣設備消耗的無功功率，這是提高功率因數最經濟的方法。下面簡單介紹壹下提高自然功率因數的措施。
2.2.1，合理選擇電機。
合理選擇電機，使其盡可能高負荷率運行。選擇電機時，不僅要註意電機的機械特性，還要考慮電機的電氣指標。比如三相異步電動機(100KW)的功率因數只有0.11，1/2負載約為0.72，滿載時可達0.86。因此，應將核算負荷小於40%的感應電動機更換為容量更小的電動機，合理安排和調整工藝流程，改善運行方式，限制空載運行。因此，從節約電能和提高功率因數的角度出發，必須正確合理地選擇電動機的容量。
2.2.2、提高異步電動機維修質量。
實驗表明，異步電動機定子繞組匝數和定轉子氣隙的變化對異步電動機的無功功率有很大影響。因此，在維修時要特別註意不要增加電機的氣隙，以免降低功率因數。
2.2.3、采用同步電動機或異步電動機同步運行補償。
根據電機原理，同步電機消耗的有功功率取決於電機上的機械負載，而無功功率取決於轉子中的勵磁電流。在欠勵磁狀態下，定子繞組從電網“吸收”無功功率，在過勵磁狀態下，定子繞組向電網“發送”無功功率。因此，只要調節電機的勵磁電流，使其處於過量狀態，同步電機就可以向電網“輸送”無功功率，減少電網向工礦企業輸送的無功功率，從而提高工礦企業的功率因數。異步電動機的同步運行是將異步電動機的三相轉子繞組適當連接，並引入DC勵磁電流，使其處於同步電動機運行狀態，這就是“異步電動機同步”。因此，只要調節電機的DC勵磁電流，使其處於過量狀態，就可以向電網輸出無功功率，從而達到提高低壓電網功率因數的目的。
2.2.4、正確選擇變壓器容量，提高運行效率。
對於低負荷率的變壓器，壹般采用“移、變、並、停”等方法，將其負荷率提高到最優值，從而提高電網的自然功率因數。比如平均負荷低於30%的變壓器要與電網解列，通過聯絡線提高負荷率。
通過以上對提高加權平均功率因數和自然功率因數的描述，或許我們對簡單的功率術語“功率因數”有了更深刻的理解和認識。了解到功率因數的提高對電力企業的深遠影響，下面就簡單介紹壹下電氣設備手動補償的方式和補償容量的確定方法。
3.功率因數手動補償
功率因數是工廠電氣設備使用和利用率的壹個代表性的重要指標，也是保證電網安全經濟運行的壹個主要指標。供電企業僅靠提高自然功率因數無法滿足工廠對功率因數的要求，工廠本身需要安裝補償裝置對功率因數進行人工補償。
3.1，變電站中最常用的並聯電容器組的安裝
從上圖可以看出，在原電路中，根據基爾霍夫定律，流入電流等於流出電流，但是並聯了電容，從相量圖可知？該角度明顯小於原角度，因此可以提高功率因數，提高線路的輸電能力，減少線路上的損耗。
3.2並聯補償移相電容器應滿足下列電壓和容量要求。
Ue？c≥Ug？c
nQg？c≥Qc
公式
Ue？C——電容器的額定電壓(KV)
Ug？C——電容器的工作電壓(KV)
n-並聯連接的電容器總數。
Qg？c-電容器的工作容量(Kvar)
QC-電容器的補償容量(Kvar)
3.3分相補償
單相負載廣泛應用於民用建築中。由於負荷變化的隨機性，照明和空調容易造成三相負荷嚴重不平衡，尤其是在住宅建築中。因為用於調節和補償無功功率的采樣信號取自三相中的任何壹相，所以未檢測到的兩相要麽過補償，要麽補償不足。如果過補償，過補償相的電壓會升高，導致控制和保護元件等電氣設備因過電壓而損壞；如果補償不足，補償相的回路電流會增大，線路、斷路器等設備會因電流增大而發熱燒毀。在這種情況下，傳統的三相無功補償方式不僅不節能，而且浪費資源，難以有效補償系統的無功補償。補償過程中的過補償和欠補償等弊端給整個電網的正常運行帶來了嚴重的危害。
對於三相不平衡的單相配電系統，采用分相電容器自動補償是解決上述問題的較好方法。原理是調節無功參數的信號取自三相的每壹相，根據感性負載的大小和每相的功率因數進行相應的補償，與其他相互不影響，所以不會出現欠補償和過補償。
三。結束語
本文論述了功率因數對供電企業的影響以及如何提高電力。
因素帶來的經濟和社會效益，特別是最重要的線損(最
重要的是降損(分為技術降損和管理降損)，並介紹了影響電量的因素。
介紹了影響功率因數的主要因素和提高功率因數的壹般方法，並闡述了如何確定功率因數
無功補償容量及三種無功人工補償的具體方式。我
學生只有端正自己的認知態度，很好地總結和歸納這些知識的重要性。
要分出壹部分，做好自己的本質工作，並在此基礎上，更上壹層樓。
秩序，用自己的實際行動，為供電事業做貢獻。
四。參考
1，雲信，電力監管，水利電力出版社
2.金，丁玉山，電網無功補償實用技術，中國水利水電出版社。