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                                智慧型YCDA系列电容补偿系统的设计方案
                                 

                                按线路补偿的方式,可分为集中补偿和终端补偿两种。

                                一、集中补偿:

                                1.  什么叫视在功率、有功功率和无功功率?

                                1)  视在功率(S):

                                电路中电压U和电流I的乘积叫视在功率(S),对于三相电,S=UI

                                2)  有功功率(P):

                                视在功率乘以电流和电压间相位差的余弦,即视在功率乘负载的功率因数COS∮,
                                P=
                                UICOS∮。

                                3)  无功功率(Q):

                                视在功率乘以电流和电压间相位差的正弦,即Q=UISin∮。

                                电阻性元件消耗的功率为有功功率,比如电热丝、灯泡等,电感性元件消耗的功率为无功功率,比如电动机、电磁设备、变压器等。

                                2. 在纯电阻、纯电感和纯电容电路中,电流和电压的相位角各如何?

                                1)   纯电阻电路电压U和电流I同相,相位角为零。

                                2)   纯电感电路:电流滞后于电压90度。

                                3)   纯电容电路:电流超前于电压90度。

                                3. 电容补偿器的作用是什么?

                                U/t,I/t的波形图可以看出,纯电感电路的电流滞后于电压90度,电感元件消耗大量的无用功,而纯电容电路电流超前于电压90度,所以我们在负载线路中串入一个电容电路,促使负载的特性趋近于纯电阻性电路,即电流和电压同相,使供电能源尽可能得以充分利用。

                                4. 如何测出用户负载的功率因数?

                                可直接用功率因数表测得。

                                5. 如何计算负载需要多大的电容补偿量?

                                1)  用功率因数表测出负载的功率因数COS1,假设该值为0.62。

                                2)  计算出用户负载的有功功率。先读出所有发电机工作时的最大电流总和,假设该值为1800安培,则发电机输出的有功功率为:

                                        (×380×1800×0.62)÷1000=735KW

                                    发电机输出的有功功率供给负载作为负载的有功消耗,如负载的功率因素为0.62,则负载的有功功率为735KW,消耗的电流值为1800A,此时须采用2VTA28-G5 550KW发电机组进行供电,每小时柴油消耗量为204.3.

                                3)  设计电容柜时,我们通过电容补偿,使负载的功率因数提高到COS2=0.98,此时735KW负载所消耗的电流值为:

                                735×1000÷(×380×0.98=1550(A)

                                  此时须采用一台KTA38-G5  880KW发电机组进行供电,每小时柴油消耗量为187。

                                4)  查表,负载功率因数从0.62提高到0.98,每千瓦负载需1.06KVAR的电容进行补偿。

                                5)  现负载功率为735KW,则需780KVAR的电容进行补偿。

                                6. 采用电容补偿柜能节省多少柴油费用呢?

                                2VTA28-G5  550KW机组在735KW负载状况下,每小时的耗油量为204.3,而一台KTA38-G5  880KW机组在735KW负载状况下,每小时的耗油量为187,即通过电容补偿后,每小时耗油量可节省17.3燃油。以每升燃油费用为HK$2.50,则每小时可节省燃油费用HK$43.00,每天以16小时计算,则每天可节省燃油费用HK$688.00

                                7. 采用电容补偿柜,多长时间可收回全部投资?

                                采用一台240KVAR及一台540KVAR的电容补偿柜,约须投资HK$130000.00,以每天节省燃油费用HK$688.00元,即收回投资的天数为:130000÷688=189天。

                                8. 提高功率因数有何经济价值?

                                1)  提高发供电设备的供电能力。(735KW负载在功率因数为0.62时,需要2VTA28-G5  550KW发电机组供电,将功率因数提高到0.98时,只需要一台KTA38-G5  880KW发电机组就能维持运转)。

                                2)  节省供电、发电设备的投资,提高用电设备的利用率。

                                3)  降低电力系统的电压损失,减小电压波动,改善电能质量。

                                4)  减小输、变、配电设备中的电流,从而降低电能输送过程的电能损失。

                                5)  减少电费,降低成本。

                                9. 电容补偿器对线路供电有无不良影响?

                                      在线路中安装电容补偿柜,其功能在于使线路负载尽可能趋向纯电阻线路,提

                                高功率因数,即使电器补偿器发生故障(比如电容、交流接触器、微电脑补偿控制

                                器损坏),它所带来的最大损失只局限于个别或者整个单柜的电容不工作,对整个

                                线路的供电没有任何影响。

                                二、局部补偿

                                     线路在进行集中补偿后,如输送线路距离较远,而且终端负载的功率又很大,此时的线路发热损耗就十分可观。在这种情况下,就应该在集中补偿的基础上,对局部大功率的负载进行电容补偿,从而降低线路的电流值,减少线路的发热损耗,同时又延长了电缆的工作寿命。

                                举例:一台功率为400KW的电机,测得其功率因数为0.66,该电机离集中补偿柜的线路距离为400米,现通过局部补偿,将其功率因数提高到0.98,需设计一台多大容量的电容柜?而且通过线路损耗的降低从而达到节能的目的,需要多长时间才能收回电容柜的投资?

                                1)  400KW的电机,功率因数为0.66时,其工作电流值:

                                    I1 = P1 ÷×U×COS1= 400×1000 ÷(×380×0.66 = 920A

                                2)  功率因数提高到0.999时,其工作电流值:

                                    I2 = P ÷×U×COS2= 400×1000 ÷(×380×0.98= 620A

                                3) 铜的电阻率ρ = 0.017241 Ω ·mm2 /m,金属的电阻计算方程式为R =ρ L

                                                                                                     S

                                    L:长度,单位为米; S:横截面积,单位为平方毫米)。

                                     假设400KW电机采用的电缆规格为每相两根185mm2 铜芯电缆,则300

                                2×185mm2 铜芯电缆的电阻值为:

                                    R =ρ L  = 0.017241 ×   400   = 0.0186Ω

                                          S                  370

                                4)  功率因数为0.65,电缆的线路损耗为:

                                P=I12R=920×920×0.0186=15768W=15.768KW

                                5)  将功率因数提高到0.98时,电缆的线路损耗为:

                                P2 = I22R = 620×620×0.0186 = 7161W = 7.161KW

                                6)  假设该台机每天的工作时间为16小时,每度电的电费按$1.00计,

                                    则每天节省的电费为(15.768 – 7.161×16×1.00 = $138.00

                                每个月节省的电费为$138.00×30 = $4140.00。

                                7)  每千瓦负载的功率因数从0.66补偿到0.98,需要0.94KVAR的电容,现负载的

                                功率为400KW,则电容柜的容量为376KVAR。采用CA系列,该电容柜的投

                                资费用约为$63000.00,约需14个月可收回电容柜的全部投资;如采用CB

                                列电容柜,该电容柜的投资费用约为$52000.00,约需11个月可收回电容柜的

                                全部投资。

                                1.   什么叫视在功率、有功功率和无功功率?

                                1>、视在功率(S):

                                电路中电压U和电流I的乘积叫视在功率(S),对于三相电,S=UI

                                2>、有功功率(P):

                                视在功率乘以电流和电压间相位差的余弦,即视在功率乘负载的功率因数COS∮,
                                P=
                                UICOS∮。

                                3>、无功功率(Q):

                                视在功率乘以电流和电压间相位差的正弦,即Q=UISin∮。

                                电阻性元件消耗的功率为有功功率,比如电热丝、灯泡等,电感性元件消耗的功率为无功功率,比如电动机、电磁设备、变压器等。

                                2.   在纯电阻、纯电感和纯电容电路中,电流和电压的相位角各如何?

                                1>、纯电阻电路电压U和电流I同相,相位角为零。

                                2>、纯电感电路:电流滞后于电压90度。

                                3>、纯电容电路:电流超前于电压90度。

                                3.   电容补偿器的作用是什么?

                                U/t,I/t的波形图可以看出,纯电感电路的电流滞后于电压90度,电感元件消耗大量的无用功,而纯电容电路电流超前于电压90度,所以我们在负载线路中串入一个电容电路,促使负载的特性趋近于纯电阻性电路,即电流和电压同相,使供电能源尽可能得以充分利用。

                                4.   如何测出用户负载的功率因数?

                                可直接用功率因数表测得。

                                5.   如何计算负载需要多大的电容补偿量?

                                1>、用功率因数表测出负载的功率因数COS1,假设该值为0.62。

                                2>、计算出用户负载的有功功率。先读出所有发电机工作时的最大电流总和,假设该值为1800安培,则发电机输出的有功功率为:

                                        (×380×1800×0.62)÷1000=735KW

                                    发电机输出的有功功率供给负载作为负载的有功消耗,如负载的功率因素为0.62,则负载的有功功率为735KW,消耗的电流值为1800A,此时须采用2VTA28-G5 550KW发电机组进行供电,每小时柴油消耗量为204.3。

                                3>、设计电容柜时,我们通过电容补偿,使负载的功率因数提高到COS2=0.98,此时735KW负载所消耗的电流值为:735×1000÷(×380×0.98=1550(A)此时须采用一台KTA38-G5  880KW发电机组进行供电,每小时柴油消耗量为187。

                                4>、查表,负载功率因数从0.62提高到0.98,每千瓦负载需1.06KVAR的电容进行补偿。

                                5>、 现负载功率为735KW,则需780KVAR的电容进行补偿。

                                6.   采用电容补偿柜能节省多少柴油费用呢?

                                2VTA28-G5  550KW机组在735KW负载状况下,每小时的耗油量为204.3,而一台KTA38-G5  880KW机组在735KW负载状况下,每小时的耗油量为187,即通过电容补偿后,每小时耗油量可节省17.3燃油。以每升燃油费用为HK$2.50,则每小时可节省燃油费用HK$43.00,每天以16小时计算,则每天可节省燃油费用HK$688.00

                                7.   采用电容补偿柜,多长时间可收回全部投资?

                                采用一台240KVAR及一台540KVAR的电容补偿柜,约须投资HK$130000.00,以每天节省燃油费用HK$688.00元,即收回投资的天数为:130000÷688=189天。

                                8.   提高功率因数有何经济价值?

                                1>、提高发供电设备的供电能力。(735KW负载在功率因数为0.62时,需要2VTA28-G5  550KW发电机组供电,将功率因数提高到0.98时,只需要一台KTA38-G5  880KW发电机组就能维持运转)。

                                2>、节省供电、发电设备的投资,提高用电设备的利用率。

                                3>、降低电力系统的电压损失,减小电压波动,改善电能质量。

                                4>、减小输、变、配电设备中的电流,从而降低电能输送过程的电能损失。

                                5>、减少电费,降低成本。

                                9.   电容补偿器对线路供电有无不良影响?

                                在线路中安装电容补偿柜,其功能在于使线路负载尽可能趋向纯电阻线路,提高功率因数,即使电器补偿器发生故障(比如电容、交流接触器、微电脑补偿控制器损坏),它所带来的最大损失只局限于个别或者整个单柜的电容不工作,对整个线路的供电没有任何影响。

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