在我們的日常生活中,電力是不可或缺的一部分。隨著生活水平的不斷提高,我們的用電需求也越來(lái)越大。在電力系統(tǒng)中,電力用戶需要電力系統(tǒng)供給大量無(wú)功功率。無(wú)功功率會(huì)致使電網(wǎng)功率因數(shù)下降,增大電能損耗。因此,在電力用戶中,提高功率因數(shù),減少無(wú)功電力消耗,對(duì)節(jié)能降耗具有十分重要的意義。 第 1 講 - 什么是無(wú)功補(bǔ)償 - 無(wú)功補(bǔ)償是一種在電力供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用,降低供電變壓器及輸送線路的損耗,提高供電效率,改善供電環(huán)境的技術(shù)。 了解無(wú)功補(bǔ)償,首先要了解幾個(gè)概念,“有功功率”與“無(wú)功功率”與“功率因數(shù)”。 01 有功功率 直接消耗電能,把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能、熱能、化學(xué)能或聲能,利用這些能作功,這部分功率稱為有功功率 02 無(wú)功功率 無(wú)功功率,許多用電設(shè)備均是依靠建立交變磁場(chǎng)才能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。而為建立交變磁場(chǎng)和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱為無(wú)功功率。無(wú)功不做任何功,但會(huì)占用輸變電設(shè)備的容量,降低設(shè)備利用率。 簡(jiǎn)而言之,有功功率,就是設(shè)備消耗了的,轉(zhuǎn)化為其他能量的功率。無(wú)功功率,是維持設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn),但是并不消耗的能量。無(wú)功功率存在于電網(wǎng)與設(shè)備之間,是電網(wǎng)和設(shè)備不可缺少的能量部分。 03 功率因數(shù) 功率因數(shù):是用來(lái)衡量用電設(shè)備(如:電網(wǎng)的變壓器、傳輸線路等)的用電效率的數(shù)據(jù)。功率因數(shù)=有功功率/視在功率。 cosφ=P/[(P2+Q2)^(1/2)],當(dāng)Q越接近于0時(shí),功率因數(shù)越大。 功率因數(shù)是反映電能中無(wú)功電能和有功電能比例關(guān)系的指標(biāo)。這個(gè)指標(biāo)數(shù)值越接近1,意味著電網(wǎng)系統(tǒng)中流動(dòng)的無(wú)功功率越趨近于0,可以降低系統(tǒng)無(wú)功功率引起的電能損耗,同時(shí)用戶側(cè)也能避免因功率因素過(guò)低而招致供電局的無(wú)功罰款。 第 2 講 - 無(wú)功補(bǔ)償意義 - 在現(xiàn)有的企業(yè)用電大環(huán)境下,提升功率因數(shù),減少無(wú)功消耗,會(huì)給電網(wǎng)及用電企業(yè)帶來(lái)諸多效益。 對(duì)于電網(wǎng),提高功率因數(shù): 1、提高輸變電設(shè)備的利用率; 2、降低電壓損失,提高末端電壓水平; 3、降低線路損耗。 4、降低能源浪費(fèi) 對(duì)于用電企業(yè),提高功率因數(shù): 1、減少基本電費(fèi); 2、避免罰款,甚至獲得獎(jiǎng)勵(lì); 3、減少因無(wú)功帶來(lái)的設(shè)備損失和維修; 4、增加設(shè)備容量利用率,節(jié)約設(shè)備投資成本 不僅如此,功率因數(shù)是否達(dá)標(biāo)直接決定了企業(yè)當(dāng)月電費(fèi)賬單。如果功率因數(shù)不達(dá)標(biāo),則供電局會(huì)進(jìn)行罰款;功率因數(shù)超過(guò)考核指標(biāo),供電局會(huì)對(duì)電費(fèi)有對(duì)應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)。 我國(guó)電力系統(tǒng)關(guān)于用戶側(cè)無(wú)功功率因數(shù)要求政策如下: 能源電[1988]18號(hào) ,電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功電力管理?xiàng)l例: 高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶功率因數(shù)為0.90及以上,其他100kVA(kW)及以上電力用戶和大、中型電力排灌站功率因數(shù)為0.85及以上,農(nóng)業(yè)用電功率因數(shù)為0.80及以上。凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的新用戶,供電局可拒絕接電或加收力率調(diào)整費(fèi)。 第 3 講 - 無(wú)功補(bǔ)償方案選擇 - 01 無(wú)功補(bǔ)償產(chǎn)品分類 隨著負(fù)載的多樣化和復(fù)雜化,主流無(wú)功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)也得到了不斷的發(fā)展。我們可以看到,靜止無(wú)功補(bǔ)償器從70年代至今,已經(jīng)經(jīng)歷的三代的技術(shù)革新 02 無(wú)功補(bǔ)償產(chǎn)品對(duì)比 目前,市場(chǎng)上常見的無(wú)功補(bǔ)償裝置主要有三類:接觸器投切電容器、TSC和SVG。下面我們來(lái)詳細(xì)的看一下這幾款產(chǎn)品。 接觸器投切電容器 圖1是接觸器投切電容器的單相基本結(jié)構(gòu),其中的接觸器起將電容器并入電網(wǎng)或從電網(wǎng)斷開的作用,而串聯(lián)的電抗器是用來(lái)降低電容器受系統(tǒng)諧波的影響。在工程實(shí)踐中,采用專用切換電容器接觸器,這種專用接觸器一般都附加有抑制浪涌電流的裝置,可以有效地減少合閘時(shí)產(chǎn)生的浪涌電流對(duì)電容器的沖擊,降低操作時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓。 02 TSC—晶閘管型投切電容器 圖2是晶閘管投切電容器的單相基本結(jié)構(gòu),其中的兩個(gè)反并聯(lián)晶閘管只是起將電容器并入電網(wǎng)或從電網(wǎng)斷開的作用,而串聯(lián)的小電感只是用來(lái)抑制電容器投入電網(wǎng)時(shí)可能造成的沖擊電流的。在工程實(shí)踐中,一般將電容器分成幾組,每組都可由晶閘管投切。這樣就可以根據(jù)電網(wǎng)的無(wú)功需求投切這些電容器。 TSC實(shí)際上就是斷續(xù)可調(diào)的吸收容性無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償器。 03 SVG—靜止無(wú)功發(fā)生器 SVG內(nèi)部為電壓源型橋式電路,通過(guò)控制加在電抗器上的電壓,就可以控制SVG從電網(wǎng)吸收的電流的相位和幅值,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p> 簡(jiǎn)單的說(shuō),SVG就是將三相全控橋式電路通過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上。 04 三代無(wú)功補(bǔ)償產(chǎn)品對(duì)比 03 無(wú)功補(bǔ)償方案選擇 我們的用電環(huán)境中,有不同的補(bǔ)償需求。因此,根據(jù)不同的用電場(chǎng)景,我們可以選擇不同的無(wú)功補(bǔ)償產(chǎn)品。 接觸器型無(wú)功補(bǔ)償裝置 接觸器無(wú)功補(bǔ)償裝置屬于較為傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償技術(shù),具有經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)。 主要適應(yīng)于無(wú)功特性溫和,客戶預(yù)算有限、對(duì)無(wú)功補(bǔ)償裝置本身性能要求一般得場(chǎng)合。如普通居民區(qū)等場(chǎng)景。 02 TSC晶閘管型投切電容器 晶閘管型無(wú)功補(bǔ)償裝置為靜態(tài)無(wú)觸點(diǎn)投切裝置,響應(yīng)速度較接觸器型更快,屬于電容器投切原理型補(bǔ)償裝置。但不具備容性無(wú)功補(bǔ)償能力。 適用于有一定無(wú)功波動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)合,如一般現(xiàn)代建筑和工業(yè)領(lǐng)域。 03 SVG靜止無(wú)功發(fā)生器 SVG采用元器件式產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念,可補(bǔ)償容感性負(fù)載,達(dá)到0.99級(jí)補(bǔ)償效果,可以有效避免過(guò)補(bǔ)和欠補(bǔ)的情況。且響應(yīng)時(shí)間非???,適合快速變化的場(chǎng)合,與固定電容器組合可構(gòu)成任意范圍的連續(xù)補(bǔ)償。 適用于大型工廠等對(duì)無(wú)功補(bǔ)償精度與速度要求較高的場(chǎng)景。 第 4 講 - Sinexcel SVG - Sinexcel SVG采用的全控器件是IGBT,能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)補(bǔ)償,且能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)補(bǔ)償效果。由于IGBT開關(guān)頻率很高,防止了諧波的產(chǎn)生。SVG各相均獨(dú)立控制,可以分相補(bǔ)償無(wú)功,并且具有補(bǔ)償三相不平衡負(fù)載的功能。Sinexcel SVG減小了設(shè)備的體積,更易于客戶的使用。 從圖4可以看出,Sinexcel SVG在開機(jī)瞬間,即做到對(duì)系統(tǒng)無(wú)功快速響應(yīng),并且可以根據(jù)系統(tǒng)無(wú)功電流的變化,動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。 從圖5可以看出,Sinexcel SVG發(fā)出與系統(tǒng)無(wú)功電流大小相等相位相反的補(bǔ)償電流,可將系統(tǒng)無(wú)功電流全部抵消。 |
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