為什么要進(jìn)行無功功率補(bǔ)償?
發(fā)布者:正涵電氣 發(fā)布時(shí)間:2024-03-15 17:12:33 點(diǎn)擊次數(shù):
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一、為什么要進(jìn)行無功功率補(bǔ)償?
在正常情況下,用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率,同時(shí)還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求,用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場,這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作,用電設(shè)備的端電壓就要下降,從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。
但是從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需要,所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補(bǔ)償裝置來補(bǔ)充無功功率,以保證用戶對(duì)無功功率的需要,這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。
無功補(bǔ)償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路,能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣,感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補(bǔ)償。
無功補(bǔ)償可以改善電能質(zhì)量、降低電能損耗、挖掘發(fā)供電設(shè)備潛力、無功補(bǔ)償減少用戶電費(fèi)支出,是一項(xiàng)投資少,收效快的節(jié)能措施。
不過在確定無功補(bǔ)償容量時(shí)應(yīng)注意在輕負(fù)荷時(shí)要避免過補(bǔ)償,倒送無功功率勢必造成功率損耗增加;另外功率因數(shù)越高,補(bǔ)償容量減少損耗的作用將變小,通常情況下,將功率因數(shù)提高到0.95就是合理補(bǔ)償。
二、發(fā)現(xiàn)無功功率能做的證據(jù)
當(dāng)代人們可以不承認(rèn)無功功做功的事實(shí),但不能不利用它來做功。最早使用直流電時(shí),是利用熱能做功。當(dāng)發(fā)明交流電以后,人們又利用電磁能做功,如變壓器和電動(dòng)機(jī)。這時(shí)人們把無功功率做的功,當(dāng)成是有功功率做的功。就使人們在錯(cuò)誤的道路上越走越遠(yuǎn),出現(xiàn)了許多人們無法解答的怪現(xiàn)象。無功功率能做功的表現(xiàn)如下:
1、無功功率在電流表中能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,指針轉(zhuǎn)動(dòng)就是無功功率做的功
實(shí)踐得知:電流指針走動(dòng)大小與有效電流大小成正比。證明無功功率在電流表中能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。電流表雖小,說明問題很大,電表與電動(dòng)機(jī)性質(zhì)相同,都是利用電磁能做的功,轉(zhuǎn)矩大小都與電流大小成正比,推理無功功率在交流電動(dòng)機(jī)中一定會(huì)做功。
2、無功功率在變壓器中能進(jìn)行轉(zhuǎn)換,證明無功功率做了功
書中承認(rèn)變壓器的空載電動(dòng)勢是由無功功率電流產(chǎn)生的,并且承認(rèn)輸入電流的相位,是輸出電流的相位決定的,兩個(gè)電流相位差180度,當(dāng)輸出有功功率時(shí),輸入就是有功功率;輸出無功功率時(shí),輸入也是無功功率。如果無功功率不能做功,那么,原邊電流的相位,就不會(huì)由負(fù)邊的電流相位和大小而改變。變壓器能進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換,證明無功功率能做功。
3、在負(fù)載和電源電壓不變的條件下,在異步電動(dòng)機(jī)中,并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙萜?,消耗的有功功率減少,說明無功功率在交流電動(dòng)機(jī)中做了功。
實(shí)踐得知:在異步電動(dòng)機(jī)中,定子電流的相位和變壓器一樣,是由轉(zhuǎn)子電流的相位決定的,兩個(gè)電流相位差180度。如果有功功率能做功,那么無功功率也能做功,因?yàn)樗鼈兊膬蓚€(gè)磁場的相對(duì)位置是一樣的。
書中認(rèn)為異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理與直流電機(jī)原理相同是不對(duì)的,它不是通電導(dǎo)體在磁場中受力作用產(chǎn)生的,而是定子旋轉(zhuǎn)磁場拖動(dòng)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的。因定子磁場大小與視在功率成正比,所以無功功率能做功。
在并聯(lián)電容器后,電路中增加一個(gè)內(nèi)電動(dòng)勢,輸入了新的能量,在負(fù)載大小不變時(shí),從電網(wǎng)中輸入的電流減少,所以節(jié)約了有功功率。
如果無功功率不能做功,那么,負(fù)載大小不變,消耗有功功率也不能發(fā)生變化,但實(shí)踐證明消耗有功功率減少,就證明無功功率做了功。
4、無功功率在有功功率電表中不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,不能做為證據(jù)?
書中認(rèn)為無功功率不能在測有功功率時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,就認(rèn)為無功功率不能做功。此種說法是不對(duì)的,有功功率在測量無功功率大小時(shí)也不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,兩種情況都是人為造成的,有功功率電表不能做為否認(rèn)無功功率能做功的證據(jù)。
通過對(duì)以上各種問題的探討:發(fā)現(xiàn)無功功率能做功,視在功率代表總電能
三、新理論
由于對(duì)無功功率認(rèn)識(shí)不同形成不同的學(xué)說。
1、當(dāng)代的電工書可稱為《有功功率中心說》:
①無功功率瞬時(shí)平均功率為零,沒有功率量綱,故起名無功功率。
②無功功率的電流與電壓相位差90度,它不能做功。電功率公式P=IUcos∮
③無功功率在電動(dòng)機(jī)和有功功率電表中不能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
④有效電流和有效電壓沒有實(shí)際意義,視在功率不代表總電能。
⑤電路諧振不產(chǎn)生能量,不承認(rèn)《內(nèi)電動(dòng)勢》是能源。
⑥在電能收費(fèi)方面,不收無功功率電費(fèi)。
通過以上幾個(gè)問題可以看出,當(dāng)代的電工理論實(shí)際就是一個(gè)有功功率中心說(暫時(shí)雖然還沒有這個(gè)提法,實(shí)際是。),要承認(rèn)電路諧振時(shí)產(chǎn)生能量,不是一件容易的事情,不改變對(duì)無功功率的認(rèn)識(shí),不承認(rèn)視在功率代表總電能,不提出視在功率中心說是不行的,是無法辦到的。
2、新理論-視在功率中心說:
①瞬時(shí)平均功率不為零,有無功功率量綱,因?yàn)楦锌箤儆诒J亓Γ钥梢愿拿麨楸J毓β省?br />
②無功功的電流與電壓相位差90度,是時(shí)間角度,不是空間角度。它好比是宏觀兩個(gè)相差900度的分力,它們合力的功,等于分力功的矢量和。電功率公式S=IU
③無功功率在電動(dòng)機(jī)和有功功率電表中能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,可以轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能做功。
④有效電流和有效電壓有實(shí)際意義,視在功率不代表總電能。
⑤新理論能達(dá)到理論與實(shí)踐相一致,宏觀與微觀相統(tǒng)一。感抗和宏觀中的重力相同,都是一個(gè)保守力,在宏觀消耗在保守力方面的能量稱為:保守功率。同理在微觀消耗在感抗或電抗中的電功率也可稱為:保守電功率。