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锅炉房加装电容器无功功率补偿效益分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-06-29  浏览次数:0
核心提示:家居采暖一、概论 由于历史的原因,我国供热行业用电向来只重视有功负荷、有功电量,忽视无功负荷和无功电量,认为能源换来有功

    家居采暖 一、概论

    由于历史的原因,我国供热行业用电向来只重视有功负荷、有功电量,忽视无功负荷和无功电量,认为能源换来有功电量,而无功不是能源,进行无功补偿对供热站本身没有任何好处等。供热锅炉房主要用电设备是电动机,消耗的无功功率多,且长期没有无功功率补偿设施,造成供热站锅炉房长期以来功率因数偏低,电能浪费严重。因此,除改善设备本身的自然功率因数外,供热站应采用人工补偿措施,以提高功率因数,降低电能消耗,减少运行成本,充分发挥供配电设备的潜力,提高供电效率,节约用电量。

    二、无功功率补偿原理

    当电电压的波形为正弦波,且电压与电流同相位时,电阻性电气设备如白炽灯、电热器等从电上获得的功率P等于电压U和电流I的乘积,即:P=U×I。

    电感性电气设备如电动机和变压器等由于在运行时需要建立磁场,此时所消耗的能量不能转化为有功功率,故被称为无功功率Q。此时电流滞后电压一个角度a。在选择变配电设备时所根据的是视在功率S,即有功功率和无功功率的几何和:

    S=(P2+Q2)1/2

    无功功率为:Q=(S2-P2)1/2

    有功功率与视在功率的比值为功率因数:cosa=P/S

    无功功率决不是无用功率,它的用处很大。电动机的转子磁场就是靠从电源取得无用功率建立的。变压器也同样需要无功功率,才能使变压器的一次线圈产生磁场,在二次线圈感应出电压。因此,没有无功功率,电动机就不会转动,变压器也不能变压,交流接触器不会吸合。为了形象地说明问题,现举一个例子:农村修水利需要挖土方运土,运土时用竹筐装满土,挑走的土好比是有功功率,挑空竹筐就好比是无功功率,竹筐并不是没用,没有竹筐泥土怎么运到堤上呢?

    在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。如果电中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,那么,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。

    从发电机和高压电线供给的无功功率,远远满足不了负荷的需要,所以在电中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户对无功功率的需要,这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电需要装设无功补偿装置的道理。

    三、无功功率补偿的效益分析

    (一)减少线路功率损失,节约用电

    减少无功功率,可以降低供配电线路和变压器中的功率消耗。当电流通过导线时,线损的计算式为:

    △P=3I2R×10-3=[P/(Uecosφ)]2×R×10-3

    其中,I为线路或变压器通过的电流;R为线路或变压器中每相的电阻;Ue为线路的额定电压;P为线路或变压器输送的有功功率;cosφ为负荷的功率因数。当功率因数由cosφ1提高到cosφ2后,若忽略因提高功率因数而减少电压损失时对负荷电压的影响,则线路或变压器中有功功率的减少值百分数为:

    △P%=(△P1-△P2)/△P1×100%

    =[1-(cosφ1/cosφ2)2]×100%

    例如:当功率因数由cosφ1=0.8提高到cosφ2=0.95时可降低功率损耗29%;若功率因数由cosφ1=0.95降低到cosφ2=0.8时,线损将增加41%。

    以上分析可以看出,在输送同样的功率时,由于功率因数不同,在电中造成的有功损耗相差较大。

    无功功率补偿节电效果极其显著。

 
 
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