为什么要进行电容补偿?如何补偿

来源:电工之家 时间:2019-02-28 07:08

因为在低供电系统中感性负载的存在,使无功功率白白消耗了能量,而无功功率占用了变压器额定输出电流相当一部分,使电源效率大大降低;而电容它的特性正好与电感性负载相反,电容中的电流超前电压90º,所以用补偿电容器来填补这个缺陷,让它代替交流电源来负责向电感性负载交换无功电流,这就是电容无功补偿的原理与条件。
简单地说,并联连接于50Hz交流电力系统中的电容补偿柜,主要用于补偿电感性负载的无功功率,改善功率因数,改善电压质量,降低线路损耗,提高系统或变压器的有功功率输出。

学习过电工学的人都知道,在交流电路中,它的瞬时功率并不是一个恒定值,因为交流电是正弦波,例如我们用的50 Hz的交流电,它每秒钟变化50次,而在其中一个周期内的平均值叫做有功功率,用符号P表示;意思是说,在具有电感(或电容)的电路中,电感(或电容)在半个周期的时间里把电源的能量变成磁场(或电场)能量存储起来,而在另外半个周期的时间里又把存储的磁场(或电场)能量又送还给电源了。它们之间只是与电源进行能量的交换,并没有真正消耗能量。人们把电感(或电容)与电源之间能量交换的最大速度率叫做无功功率,用符号Q表示,单位为乏尔(Var)或者千乏(KVa);综合上述,它们之间的关系可表示为:S²=P²+Q²。
而在交流电路中;
对于电动机的电感性负载来说,它涉及到一个功率因数的名词,即:在电路中,电压与电流之间的相位差φ的余弦cosφ,叫做电路中的功率因数。即cosφ=P/S,而视在功率又等于√P²+Q²,所以换算公式表示为:cosφ=P/S=P/√P²+Q²。
说到这里估计许多阅读者还是没有真正明白其中的含义是什么。最后只能够简单地说,100千伏安的变压器只能够带动80~90千伏安的用电负荷,折合为75个千瓦,还有10~20千伏安就是无功功率。
如何补偿,很简单现在有专门设计制造电容补偿柜的生产厂家,他们会根据不同功率变压器来配置补偿柜;并且还是智能化的,与配电监测系统,远程通信控制,防盗报警等,无论是室内、室外的补偿柜都按照国家标准生产。

电容电压滞后90度,电感电流滞后90度。
电容补偿一般是为了提高功率因素,而感性负载自身电感量受电源50Hz影响,不会完全匹配,而且一般情况下禁止谐振。
一旦谐振会对电网产生冲击,简单的可以这么理解感性负载与电旁补偿。
阻性负载,交流电升高,电流也增大,同步,功率因素1。
感性负载,交流电升高,电流没到,片刻后电流产生,此时电源电压已下降,即总是慢半拍。功率因素小于1,因为总是不能在电源最大时产生电流。
容性负载,电容两端电压不能突变,电源电压升高充电,没有负载时保持(对电源放电),有负载时开始放电下降,电压总是不能为零。功率因素大于1,因为电源为零时它还有电,使负载有效值增加。
如何补偿,最佳当然是电容的存电恰好能提供电感的压降,使功率因素为1。通过电容与电感的配合,使感性负载特性更接近阻性负载。
这样感性负载既能得到额定电压,电网也不用额外提供能量,并且能避免谐振产生。
一般是电容补偿后功率因素稍小于1。避免电感芯剩磁残留。具体大小应按不同设备的需要计算。
通用公式:Qc=Pe(tgφ1-tgφ2),不要找我解释公式,我没算过。

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