性能特點和作用說明 |
發(fā)電機的無功功率負(fù)載計算和調(diào)整方法 |
摘要:無功負(fù)荷是指在電力負(fù)載中不作功的部分,只在感性負(fù)載中才消耗無功功率,即定子線圈為產(chǎn)生磁場所需要消耗的無功功率。在發(fā)電機輸出有功功率的同時,還需要提供無功功率,而當(dāng)無功功率不能滿足用電時,柴油發(fā)電機的電壓將會下降。因此大多數(shù)用戶在用電時會安裝無功補償裝置來保持無功功率的平衡,這樣才能維持電壓水平。
一、無功功率的作用和危害
1、有功功率和無功功率的作用
在 交流電路中由電源供給負(fù)載的電功率有兩種,一種是有功功率,一種是無功功率。
有功功率是保持用電設(shè)備正常運行所需要的電功率,也就是將電能轉(zhuǎn)換為其它形式能量(機械能、光能、熱能)的電功率。比如白熾燈,能把電能直接轉(zhuǎn)換成光能。
無功功率比較抽象,它是用于電路中電場于磁場間的交換,并用來在電器設(shè)備中建立和維持磁場的電功率,它不對外直接做功,而是轉(zhuǎn)換為其它形式的能量。比如日光燈,它是通過鎮(zhèn)流器使燈管發(fā)光,除燈管需要消耗的電量,鎮(zhèn)流器也需要一定的消耗,鎮(zhèn)流器做的就是無功功率。
有功功率和無功功率都是有用的,有功功率是真實消耗的電能,簡單的說就是我們消耗了一度電,這一度電都用來了發(fā)光或發(fā)熱。通過一定的形式轉(zhuǎn)換對外做功,這個過程通俗的說就是無用功,同樣是一度電,中間消耗了0.2度電,而我們實際得到的只有0.8度電的功,而這0.2度電就認(rèn)為是無用功,我們沒有直接受益,但不代表沒有用。
2、無功功率的危害
1)無功功率過大,會導(dǎo)致電流增大和視在功率增加,從而使電氣設(shè)備容量和導(dǎo)線容量增加。
2)使線路及變壓器的電壓降增大,導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動,供電質(zhì)量降低,嚴(yán)重影響區(qū)域電網(wǎng)的整體穩(wěn)定運行。
3)無功功率增加使總電流增大,設(shè)備及線路的損耗也隨之增大。
3、無功功率的作用
它是用于電路內(nèi)電場與磁場的交換,并用來在柴油發(fā)電機組中建立和維持磁場的電功率。比如一臺三相交流發(fā)電機,電能轉(zhuǎn)換為機械能輸出的是有功功率,但要想發(fā)電機轉(zhuǎn)動,還需要消耗一部分能量來建立旋轉(zhuǎn)磁場,這部分能量就是無功功率。
所以說無功功率并不是無用功率,用電設(shè)備要想正常工作,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,缺一不可。
4、無功功率負(fù)荷和無功功率損耗
(1)一般發(fā)電機負(fù)荷的功率因數(shù)約為0.8,當(dāng)系統(tǒng)頻率一定時,負(fù)荷功率【包括有功和無功功率】隨電壓而變化的關(guān)系稱為負(fù)荷的靜態(tài)電壓特性。
(2)電力線路的無功功率損耗也可以分為兩部分,即并聯(lián)電納中的無功功率損耗和串聯(lián)電抗中的無功功率損耗。
(3)電力系統(tǒng)的無功功率電源,除了發(fā)電機外,還有同步調(diào)相機、靜止電容器和靜止補償器。這三種裝置又稱為無功補償裝置。
(4)無功功率備用容量一般為無功功率負(fù)荷的7%~8%。
發(fā)電機無功功率波形圖 |
二、設(shè)備負(fù)荷的計算公式和曲線圖
1、負(fù)荷計算
(1)有功計算負(fù)荷(單位為KW)
P30 = Kd × Pe
式中,Kd為需要系數(shù)
(2)無功計算負(fù)荷(單位為kvA)
Q30 = P30 × tanθ
式中,tanθ表示角θ的正切函數(shù)
(3)視在計算負(fù)荷(單位為kvA)
S30 = P30 / cosφ
式中,cosφ為功率因素
(4)計算電流
I30 = S30 / √3UN
UN 為用電設(shè)備的額定電壓。
2、負(fù)荷曲線
負(fù)荷曲線(load curve)是指用于表達電力負(fù)荷隨時間變化情況的函數(shù)曲線。在直角坐標(biāo)糸中,縱坐標(biāo)表示負(fù)荷(有功功率和無功功率)值,橫坐標(biāo)表示對應(yīng)的時間(一般以小時為單位)。下圖中的繪制負(fù)荷曲線采用的時間間隔△t為30min,求確定計算負(fù)荷的有關(guān)系數(shù),一般是依據(jù)用電設(shè)備組最大負(fù)荷工作班的負(fù)荷曲線。
一班制日有功負(fù)荷曲線圖 |
二、電容器補償?shù)姆绞?/span>
無功功率有益處也有害處,我們在設(shè)計時會設(shè)法消除它的害處,這就涉及到無功功率補償?shù)膯栴}。電容器補償一般來說分為三種:集中補償、分散補償、就地補償。
(1)集中補償:
一般在主要的變、配電站,但其補償?shù)闹饕蔷€路及變配電站的無功需求;穩(wěn)定電壓的需要;還有就是補充分散補償、就地補償后的余下的無功。這個量一般不會做得特別大。
(2)分散補償:
一般在配電站、室進行,一般是對用電網(wǎng)絡(luò)面積不太大的用電網(wǎng)絡(luò)進行補償;補償容量根據(jù)用電負(fù)荷情況而定。
(3)就地補償:
是對大容量的負(fù)載進行的,在負(fù)載附近配置,可以最大的節(jié)省電力能源的損耗。
這三種補償方式,以就地補償效果最好,但是其投入大,補償設(shè)備使用率不高,有浪費嫌疑。一般情況下,三種方式配合使用,也可以將變、送、用電網(wǎng)絡(luò)的無功補償?shù)揭粋€非常合理的程度。
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