為什么要進行無功功率補償?
發(fā)布者:正涵電氣 發(fā)布時間:2024-03-15 17:12:33 點擊次數(shù):
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一、為什么要進行無功功率補償?
在正常情況下,用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率,同時還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求,用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場,這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作,用電設(shè)備的端電壓就要下降,從而影響用電設(shè)備的正常運行。
但是從發(fā)電機和高壓輸電線供給的無功功率遠遠滿足不了負荷的需要,所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補償裝置來補充無功功率,以保證用戶對無功功率的需要,這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。
無功補償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守摵傻难b置與感性功率負荷并聯(lián)接在同一電路,能量在兩種負荷之間相互交換。這樣,感性負荷所需要的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率補償。
無功補償可以改善電能質(zhì)量、降低電能損耗、挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力、無功補償減少用戶電費支出,是一項投資少,收效快的節(jié)能措施。
不過在確定無功補償容量時應(yīng)注意在輕負荷時要避免過補償,倒送無功功率勢必造成功率損耗增加;另外功率因數(shù)越高,補償容量減少損耗的作用將變小,通常情況下,將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補償。
二、發(fā)現(xiàn)無功功率能做的證據(jù)
當(dāng)代人們可以不承認無功功做功的事實,但不能不利用它來做功。最早使用直流電時,是利用熱能做功。當(dāng)發(fā)明交流電以后,人們又利用電磁能做功,如變壓器和電動機。這時人們把無功功率做的功,當(dāng)成是有功功率做的功。就使人們在錯誤的道路上越走越遠,出現(xiàn)了許多人們無法解答的怪現(xiàn)象。無功功率能做功的表現(xiàn)如下:
1、無功功率在電流表中能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,指針轉(zhuǎn)動就是無功功率做的功
實踐得知:電流指針走動大小與有效電流大小成正比。證明無功功率在電流表中能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。電流表雖小,說明問題很大,電表與電動機性質(zhì)相同,都是利用電磁能做的功,轉(zhuǎn)矩大小都與電流大小成正比,推理無功功率在交流電動機中一定會做功。
2、無功功率在變壓器中能進行轉(zhuǎn)換,證明無功功率做了功
書中承認變壓器的空載電動勢是由無功功率電流產(chǎn)生的,并且承認輸入電流的相位,是輸出電流的相位決定的,兩個電流相位差180度,當(dāng)輸出有功功率時,輸入就是有功功率;輸出無功功率時,輸入也是無功功率。如果無功功率不能做功,那么,原邊電流的相位,就不會由負邊的電流相位和大小而改變。變壓器能進行能量轉(zhuǎn)換,證明無功功率能做功。
3、在負載和電源電壓不變的條件下,在異步電動機中,并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙萜?,消耗的有功功率減少,說明無功功率在交流電動機中做了功。
實踐得知:在異步電動機中,定子電流的相位和變壓器一樣,是由轉(zhuǎn)子電流的相位決定的,兩個電流相位差180度。如果有功功率能做功,那么無功功率也能做功,因為它們的兩個磁場的相對位置是一樣的。
書中認為異步電動機轉(zhuǎn)動原理與直流電機原理相同是不對的,它不是通電導(dǎo)體在磁場中受力作用產(chǎn)生的,而是定子旋轉(zhuǎn)磁場拖動轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的。因定子磁場大小與視在功率成正比,所以無功功率能做功。
在并聯(lián)電容器后,電路中增加一個內(nèi)電動勢,輸入了新的能量,在負載大小不變時,從電網(wǎng)中輸入的電流減少,所以節(jié)約了有功功率。
如果無功功率不能做功,那么,負載大小不變,消耗有功功率也不能發(fā)生變化,但實踐證明消耗有功功率減少,就證明無功功率做了功。
4、無功功率在有功功率電表中不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,不能做為證據(jù)?
書中認為無功功率不能在測有功功率時產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,就認為無功功率不能做功。此種說法是不對的,有功功率在測量無功功率大小時也不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,兩種情況都是人為造成的,有功功率電表不能做為否認無功功率能做功的證據(jù)。
通過對以上各種問題的探討:發(fā)現(xiàn)無功功率能做功,視在功率代表總電能
三、新理論
由于對無功功率認識不同形成不同的學(xué)說。
1、當(dāng)代的電工書可稱為《有功功率中心說》:
①無功功率瞬時平均功率為零,沒有功率量綱,故起名無功功率。
②無功功率的電流與電壓相位差90度,它不能做功。電功率公式P=IUcos∮
③無功功率在電動機和有功功率電表中不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
④有效電流和有效電壓沒有實際意義,視在功率不代表總電能。
⑤電路諧振不產(chǎn)生能量,不承認《內(nèi)電動勢》是能源。
⑥在電能收費方面,不收無功功率電費。
通過以上幾個問題可以看出,當(dāng)代的電工理論實際就是一個有功功率中心說(暫時雖然還沒有這個提法,實際是。),要承認電路諧振時產(chǎn)生能量,不是一件容易的事情,不改變對無功功率的認識,不承認視在功率代表總電能,不提出視在功率中心說是不行的,是無法辦到的。
2、新理論-視在功率中心說:
①瞬時平均功率不為零,有無功功率量綱,因為感抗屬于保守力,所以可以改名為保守功率。
②無功功的電流與電壓相位差90度,是時間角度,不是空間角度。它好比是宏觀兩個相差900度的分力,它們合力的功,等于分力功的矢量和。電功率公式S=IU
③無功功率在電動機和有功功率電表中能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,可以轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能做功。
④有效電流和有效電壓有實際意義,視在功率不代表總電能。
⑤新理論能達到理論與實踐相一致,宏觀與微觀相統(tǒng)一。感抗和宏觀中的重力相同,都是一個保守力,在宏觀消耗在保守力方面的能量稱為:保守功率。同理在微觀消耗在感抗或電抗中的電功率也可稱為:保守電功率。