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电容补偿柜是什么作用?什么叫无功补偿的超前与滞后?

2014-12-13 19:27| 编辑:电工学习网| 查看: 61810| 评论: 0

电容补偿柜的作用是提高感性负载线路的功率因数。
在交流电路中(我们用的电绝大多数是交流电),负载向电网吸取的电力有有功功率和无功功率之分。有功功率就是可以将电能转化为其他能量的功率,如热能、机械能、光能等等。一般说来无功功率则用来产生用电设备所需要的磁场的,特别是电动机等电感性设备。无功功率是不消耗电能的,所以称之为无功。但它要在电路中产生电流。这种电流称之为电感电流。电感电流同样会增加电气线路和变压设备的负担,降低电气线路和变压设备的利用率,增加电气线路的发热量。但没有它,用电设备(特别是电动机等电感性设备)又不能正常工作。怎么办?那就找一种在同一电源下,所产生的电流与电感电流方向相反的电器接在线路上,用来抵消电感电流。这样,既不影响电动机产生磁场,又能消除或减少线路上的电感电流,这种电器就是电容器。这种电容器就叫补偿电容器,也叫电力电容器。它在线路上的电流正好与电感电流相反。只要在线路上接的电容数量与负载的电感分量相匹配,它产生的电容电流就能非常有效地消除或减少线路上的电感电流,也就是消除或减少负载向电网吸取无功功率。这样就能减少电气线路和变压设备的负担,提高电气线路和变压设备的利用率,降低电气线路的发热量。那么,在电气线路上安装补偿电容器就称为无功补偿,也叫对线路进行无功优化。
交流电通过电感线圈时,电流要滞后电压九十度相位角,通过电容时,电流要超前电压九十度相位角。电容补偿柜的作用就是用电容的超前电流抵消因感性负载而产生的滞后电流,如果计算得当,功率因数可提高至1。
有功就是电阻消耗的,人们经常所说的;无功就是感应原件,电感,电容等,之间转换的那些能量;提高功率因数就是要提有功,减少无功,这样可利用的就多;以前电路是感性的,并联电容器后,容性感性抵消一部分,从而使电流与电压之间的夹角减小,即提高了功率因数。无功在电容与电感之间流动,来回转换,减少了线路损耗。
提高功率因数,以免被电力局罚款, 发电机功率因数超前是指发电机进相运行,发电机发出有功,吸收电网中的无功,以降低系统电压。功率因数滞后即发电机迟相运行,发电机发出有功,发出无功。
在交流电路中电压和电流的相位有三种情况,当负载是纯电阻性质时,电压和电流相位相同;当负载是(或含有)电感性质时,电压相位超前电流;当负载是(或含有)容性负载时,电压相位滞后电流,或者说,电流相位超前电压,也就是你说的容性电流。如:平常用的异步电机,就是感性负载,用来补偿电网功率因数的补偿电容就是容性负载。
换一句话说,我们单方面讨论电流的关系,把电压作为一个对比的定值,这个时候可以表述为:
如是容性负载(电容器),那么他会导致最终电流超前90度,如果是电感则产生最终电流超前-90度(即滞后90度)
反过来说,在平面直角坐标系中,假设电压为X轴水平方向,则是否超前则为Y轴垂直方向,当为容性负载时为Y正半轴部分,感性负载为Y负半轴部分
无论是正超前还是负超前(滞后)都会导致功率因数下降,而纯阻性负载其超前角或滞后角是0度,这个时候功率因数为1
正因为容性和感性具有这种相反的性质,那么当使用电动机等感性负载时,会导致严重的负超前,这个时候就应当使用足够的电容器进行补偿,使其无限逼近0度,保证功率因数无限的逼近1。
总之,功率因数下降,无论是正超前还是负超前都回导致下降,只有为0时才是最高的,而感性负载一应用就肯定是负的了。所以就要用电容补偿让他接近0。
超前和滞后,对于送电系统而言,会导致输送的有功能量下降,无功上升,换句话说,线路已经负载50KW的功率,但事实上由于超前等原因功率因数下降,线路实际输送的能量对设备做的功可能远小于50KW,比如结果是5KW,那么我们就等价于用50KW设计容量的线路去带动一个5KW的负载,这对于电网而言,这种损失是不可估量的.

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