低压电气和低压电器技术之11——浅谈配电系统无功补偿(1)

发表时间: 2024-01-25 作者: 特种电缆

产品说明

  无功补偿的基础原理:电网输出的功率包括两部分:一是有功功率:直接消耗电能,把电能转变为机械能、热能、化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;二是无功功率:不消耗电能,只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率(如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能)。

  回答:有功能量的传递方向是电源指向负载,而无功能量的传递方向却是双向的,无功能量在电源和感性负载(暂且忽略容性负载)之间交换。

  许多用电设备除了从电源中取得有功功率外,也取用了无功功率。例如变压器和电动机中在对铁芯励磁时产生了无功功率,而电压调整器和变频器中的晶闸管及大功率晶体管等电力电子元件在对电源电压来控制中产生了无功功率。

  在上图中,电阻消耗了电源的有功功率,而电感则在一周期的某段时间内吸收电源能量,在其它时间内向电源及负载释放能量,本身并不消耗能量。所以无功功率表征了电源和负载电感之间交换能量的幅度和规模。

  注意:图中是用有功能量和无功能量来表达的,其中有功能量(无功能量)是有功功率(无功功率)与时间的乘积。

  无功功率的输送是不经济的,因为它不可能转换为其它能量形式,所以要对无功功率进行补偿。

  对于对称三相电路,在任意时刻各相的无功分量瞬时值之和恒等于零,因此能认为无功能量并不流经中性线,无功能量仅在三相之间流动。

  第三个问题:无功功率会使得线路损耗增加吗?例如各级配电设备之间担任输送电能的电缆,它的发热会增加吗?

  无功功率会使电流和视在功率增大,从而增加发电机、变压器等电源设备及导线的容量。无功功率会使总电流增加,因而使设备及线路损耗ΔP增加。

  无功功率会使线路及变压器的电压降增大,如果是冲击性的无功功率负载,还会使电压产生剧烈波动,使供电质量下降。

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