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负荷达到多少电容柜才补偿

时间:2021-05-28 20:24 来源:电工之家

先谈谈什么是有功功率?什么是无功功率?什么是功率因素?为什么要功率补偿?
有功功率:指负载真正消耗的功率,用P表示。(供电公司就是按有功功率来计费)
无功功率:负载并没有真正消耗,只是暂时储存起来的那部分功率,用Q表示。
视在功率:电源提供的总功率,用S表示。(注意:视在功率≠有功功率+无功功率)
功率因素:有功功率与视在功率的比值,用cos∮表示。(一般在0-1之间)


这样比较难理解,我举个栗子:
某设备内不仅由电容还有电阻,那么我们可以把它看出电容和电阻的组合体。如图所示:

那么在这个设备中,
有功功率是指该设备内电阻消耗的电能,电阻它把电真正用掉并转换成热量消散
无功功率是指该设备内电容把一部分电储存起来的功率,它并没有真正用掉,只是赞成储存起来罢了
视在功率是指该设备从电源处取的总功率,它包含有功功率和无功功率
功率因素是指该设备内电阻消耗的电能和从电源处取用功率的比值

那么为什么要补功率因素呢?
我们再以上面这个用电设备为例。当设备接入电源以后,那么该设备内的电阻会从电源取一部分电用于发热;设备内的电容也会从电源取一部分电用于存储。
由于电源是交流电,电流大小和方向都时刻变化,所以电容实际上一直处于充电和放电的过程中。此时,线路上的总电流I不仅包含有功电流I1,还包含无功电流I2。

如果线路只有有功电流、没有无功电流,那总电流启不是可以降低很多?线路电压损耗启不是也可以减少很多?电线的截面积同样也可以减少很多。
那怎么减少线路无功电流呢?我们可以通过在容性设备上并联电感的方式来解决这个问题。如图

在容性设备上并联电感以后。在电流的上半个周期时,电感放电刚好给电容充电;而在电流的下半个周期,电容放电刚好给电感充电。它们互相充电放电、交换能量,这样就不需要和电源交换电能,从而减少线路的总电流。把这种方式叫作无功功率补偿。

那到底怎么实现自动补偿呢?
功率补偿的方式由集中补偿和就地补偿,一般在低压配电柜中采用集中补偿的方式居多;也有手动补偿和自动补偿。手动补偿需要自己投切补偿电容,而自动补偿由无功控制器实现自动投切,更准确、灵活。
功率因素自动补偿接线如图所示:

无功控制器Ua、Ub、Uc分别接在三相火线上,它可以给无功控制器提供电压信号;三个电流互感器接成星型,另外一端分别接无功控制器的Ia、Ib、Ic端,它们可以给无功控制器提供电流信号。当无功控制器有了电流信号和电压信号以后,它就可以计量出功率因素,从而控制8个接触器的线圈通电与断电。
当无功控制器检测到线路功率因素过低,那么它会自动接通一个接触器线圈。这样与该接触器主触头相连的电容组就被并联到了母线上,功率因素会升高。如果功率因素不够,那么无功控制器会继续接通一个线圈,再并联一组电容上去,直到功率因素达到设定值。
当无功控制器检测到线路功率因素过高,那么它会自动切除一组电容。由于线路中负载一直是动态变化的,所以无功补偿也是动态的。
过补或欠补
当无功控制出现故障时,如果补偿的无功功率过多就会造成过补,过补会导致线路电压升高,对线路及电容器都不利;如果补偿的无功功率过低就会造成欠补,欠补会造成线路电流增大,效率变低,损耗变大,甚至会遭受供电公司罚款。所以,需要把功率因素长期恒定某一个平衡值才是正确的。

无功控制器设置
现在电容补偿基本上都采用自动补偿,无功控制器会根据线路功率因素自动投切电容组。但是参数设定也非常重要,如果参数设定不合理,一样容易导致过补或者欠补,甚至电容器损坏。
对于无功控制器,一般我们都把功率因素上限设定到0.95,下限设定到0.9,延时时间设定在30秒。如果功率因素上限设定的太高,那么电容器组会长期处于频繁工作状态,导致温度过高容易鼓包或者爆炸。另外反应时间也不要设定的太快,一般大于30秒比较合适。
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