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?
从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COS∮1,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2台VTA28-G5
550KW发电机组进行供电,每小时柴油消耗量为204.3升.
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COS∮2=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升。
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?
2台VTA28-G5 550KW机组在735KW负载状况下,每小时的耗油量为204.3升,而一台KTA38-G5 880KW机组在735KW负载状况下,每小时的耗油量为187升,即通过电容补偿后,每小时耗油量可节省17.3升燃油。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元
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2台VTA28-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×COS∮1)= 400×1000 ÷(×380×0.66) = 920(A)
2) 功率因数提高到0.999时,其工作电流值:
I2 = P ÷(×U×COS∮2)= 400×1000 ÷(×380×0.98)
= 620(A)
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米
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时,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系
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?
从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COS∮1,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2台VTA28-G5
550KW发电机组进行供电,每小时柴油消耗量为204.3升。
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COS∮2=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升。
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?
2台VTA28-G5 550KW机组在735KW负载状况下,每小时的耗油量为204.3升,而一台KTA38-G5 880KW机组在735KW负载状况下,每小时的耗油量为187升,即通过电容补偿后,每小时耗油量可节省17.3升燃油。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元
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2台VTA28-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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