当前位置:首页 >电工基础入门

无功功率补偿方法的几种方式

作者:王晶涵发布时间:2024-03-15 15:58:30

1、延时投切方式

延时投切方式即人们熟称的"静态"补偿方式。这种投切依靠于传统的接触器的动作,当然用于投切电容的接触器专用的,它具有抑制电容的涌流作用,如CJ----19、CJX----2C等等,延时投切的目的在于防止接触器过于频繁的动作时,电容器造成损坏,更重要的是防备电容不停的投切导致供电系统振荡,这是很危险的。

当电网的负荷呈感性时,如电动机、电焊机等负载,这时电网的电流滞带后电压一个角度,当负荷呈容性时,如过量的补偿装置的控制器,这是电网的电流超前于电压的一个角度,即功率因数超前或滞后是指电流与电压的相位关系。

通过补偿装置的控制器检测供电系统的物理量,来决定电容器的投切,这个物理量可以是功率因数或无功电流或无功功率。无功功率补偿方法的几种方式

下面就功率因数型举例说明。当这个物理量满足要求时,如cosΦ超前且>0.98,滞后且>0.95,在这个范围内,此时控制器没有控制信号发出,这时已投入的电容器组不退出,没投入的电容器组也不投入。

当检测到cosΦ不满足要求时,如cosΦ滞后且<0.95,那么将一组电容器投入,并继续监测cosΦ如还不满足要求,控制器则延时一段时间(延时时间可整定),再投入一组电容器,直到全部投入为止。

当检测到超前信号如cosΦ<0.98,即呈容性载荷时,那么控制器就逐一切除电容器组。

遵循的原则:先投入的那组电容器组在切除时就要先切除。如果把延时时间整定为300s,而这套补偿装置有十路电容器组,那么全部投入的时间就为30分钟,切除也这样。在这段时间内无功损失补只能是逐步到位。如果将延时时间整定的很短,或没有设定延时时间,就可能会出现这样的情况。

当控制器监测到cosΦ〈0.95,迅速将电容器组逐一投入,而在投入期间,此时电网可能已是容性负载即过补偿了,控制器则控制电容器组逐一切除,周而复始,形成震荡,导致系统崩溃。是否能形成振荡与负载的性质有密切关系,所以说这个参数需要根据现场情况整定,要在保证系统安全的情况下,再考虑补偿效果。它的主要缺陷就是牺牲短期行为的大负荷所造成的无功损耗,如电焊机、冲床等以保证供电系统的稳定。这种补偿方式适用于电流载荷相对平稳,厂矿及住宅区。

2、瞬时投切方式

瞬时投切方式即人们熟称的"动态"补偿方式,应该说它是半导体电力器件与数字技术综合的技术结晶,实际就是一套快速随动系统,控制器一般能在半个周波至1个周波内完成采样、计算,在2个周期到来时,控制器已经发出控制信号了。

通过脉冲信号使晶闸管导通,投切电容器组大约20-30毫秒内就完成一个全部动作,这种控制方式是机械动作的接触器类无法实现的。

动态补偿方式作为新一代的补偿装置有着广泛的应用前景。现在很多开关行业厂都试图生产、制造这类装置且有的生产厂已经生产出很不错的装置。

当然与国外同类产品相比从性能上、元器件的质量、产品结构上还有一定的差距。

(1)动态补偿的线路方式

①LC串接法原理,这种方式采用电感与电容的串联接法,调节电抗以达到补偿无功损耗的目的。酷爱电子网

从原理上分析,这种方式响应速度快,闭环使用时,可做到无差调节,使无功损耗降为零。从元件的选择上来说,根据补偿量选择1组电容器即可,不需要再分成多路。

但由于要求选用的电感量值大,要在很大的动态范围内调节,所以体积也相对较大,价格也要高一些,再加一些技术的原因,这项技术到目前来说还没有被广泛采用或使用者很少。

②采用电力半导体器件作为电容器组的投切开关,较常采用的接线方式。

作为补偿装置所采用的半导体器件一般都采用晶闸管,其优点是选材方便,电路成熟又很经济。其不足之处是元件本身不能快速关断,在意外情况下容易烧毁,所以保护措施要完善。当解决了保护问题,作为电容器组投切开关应该是较理想的器件。

动态补偿的应用范围前面已做了简单介绍,但就其实际的补偿效果还要看控制器是否有较高的性能及参数。很重要的一项就是要求控制器要有良好的动态响应时间,准确的投切功率,还要有较高的自识别能力,这样才能达到最佳的补偿效果。

当控制器采集到需要补偿的信号发出一个指令(投入一组或多组电容器的指令),此时由触发脉冲去触发晶闸管导通,相应的电容器组也就并人线路运行。需要强调的是晶闸管导通的条件必须满足其所在相的电容器的端电压为零,以避免涌流造成元件的损坏,半导体器件应该是无涌流投切。当控制指令撤消时,触发脉冲随即消失,晶闸管零电流自然关断。关断后的电容器电压为线路电压交流峰值,必须由放电电阻尽快放电,以备电容器再次投入。

元器件可以选单项晶闸管反并联或是双向晶闸管,也可选适合容性负载的固态接触器,这样可以省去过零触发的脉冲电路,从而简化线路,元件的耐压及电流要合理选择,散热器及冷却方式也要考虑周全。

3、混合投切方式

实际上就是静态与动态补偿的混合,一部分电容器组使用接触器投切,而另一部分电容器组使用电力半导体器件。这种方式在一定程度上可做到优势互补,但就其控制技术,目前还见到完善的控制软件,该方式用于通常的网络如工矿、小区、域网改造,比起单一的投切方式拓宽了应用范围,节能效果更好。

补偿装置选择非等容电容器组,这种方式补偿效果更加细致,更为理想。还可采用分相补偿方式,可以解决由于线路三相不平行造成的损失。

在无功功率补偿装置的应用方面,选择那一种补偿方式,还要依电网的状况而定,首先对所补偿的线路要有所了解,对于负荷较大且变化较快的工况,电焊机、电动机的线路采用动态补偿,节能效果明显。

对于负荷相对平稳的线路应采用静态补偿方式,也可使用动态补偿装置。对于一些特殊的工作环境就要慎重选择补偿方式,尤其线路中含有瞬变高电压、大电流冲击的场合是不能采用动态补偿的。

一般电焊工作时间均在几秒钟以上,电动机启动也在几秒钟以上,而动态补偿的响应时间在几十毫秒,按40毫秒考虑则从40毫秒到5秒钟之内是一个相对的稳态过程,动态补偿装置能完成这个过程。如果线路中没有出现这么一段相对的稳态过程并能量又有较大的变化,我们把它称为瞬变或闪变,采用动态补偿就要出问题并可能引发事故。

变压器并联运行的条件与运行方式
有关变压器并联运行的条件与运行方式,变压器并联运行的条件,包括接线组别相同、电压比相等、阻抗电压的百分数相等,合理配置变压器并联运行方式。一、变压器并联运行
2021-12-24 阅读更多
电机额定功率如何计算?
有关电机额定功率的计算公式与方法,电机的额定功率是指的输出功率,如何精确计算电动机的定额功率,以及三相电机功率计算公式是什么。电机额定功率的计算方法额定功率
2021-12-24 阅读更多
高压变压器房离人安全距离规定是什么
有关高压变压器房离人安全距离的相关规定,根据电力设施保护条例实施细则,各级电压导线在计算导线最大风偏情况下,距建筑物的水平安全距离,不同千伏高压的安全距离。高
2021-12-24 阅读更多
交流电机温升的原因,电机发热故障的排除
交流电机温升的原因一、绝缘等级绝缘材料按耐热能力分为y、a、e、b、f、h、c7个等级,其极限工作温度分别为90、105、120、130、155、180℃、及180℃以上。所谓绝缘
2021-12-24 阅读更多
常见的微电机类型有哪些
微电机类型微电机分为直流电机、交流电机、自整角电机、步进电机、旋转变压器、轴角编码器、交直流两用电机、测速发电机、感应同步器、直线电机、压电电机、电机
2021-12-24 阅读更多
变压器线损的计算问题,变压器损耗分类与计算方法
有关变压器损耗电量的计算方法,计算线损,需要线路的电阻和流过的电流,分享下变压器损耗计算公式,变压器损耗的特征,以及变压器损耗电量与线路有功功率损失的计算等。变
2021-12-24 阅读更多
变压器停电操作顺序与原因分析
有关变压器停电的操作顺序,主变压器的停电操作顺序,停电时先停负荷侧,后停电源侧,送电操作顺序是,先送电源侧,再送负荷侧。主变压器的停电操作顺序:停电时先停负荷侧,后停
2021-12-24 阅读更多
康明斯船用发动机与普通发动机有哪些区别?
冷却方式有区别:康明斯船用发动机它安装了海水泵、热交换器,用海水(或河水)来冷却发动机内部的冷却液,从而使发动机达到一个理想的冷却效果,因为船在海面(或者河面上)航行
2021-12-24 阅读更多
变压器轻瓦斯动作原因及处理过程
有关变压器轻瓦斯动作原因及处理过程,变压器轻瓦斯动作的原因,主要包括空气进入变压器,油面低于气体继电器轻瓦斯浮筒以下,变压器发生穿越性短路故障,变压器轻瓦斯故障
2021-12-24 阅读更多
变压器铭牌的内容_变压器铭牌额定值的含义
有关变压器铭牌的内容,变压器铭牌额定值的含义说明,包括变压器的额定容量,变压器的额定电压与额定电流,变压器的短路损耗、空载损耗与空载电流等铭牌数据。变压器铭牌
2021-12-24 阅读更多