式中 ΔP∑——電網(wǎng)總損耗kW
ΔPP、ΔPQ——電網(wǎng)輸送有功功率、無功功率時造成的有功損耗kW
P、Q——有功功率、無功功率kW、kvar
U、R——電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行電壓,線路等值電阻
得知當(dāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)固定,輸送的有功功率一定時ΔP∑的大小取決于Q的變化,即與Q的平方成正比。下面的表格表示了不同負(fù)荷功率因數(shù)下,電網(wǎng)需要輸送的Q造成ΔP∑的變化。
負(fù)荷功率因數(shù)與電網(wǎng)輸送的無功功率及功率損耗的關(guān)系:
從以上表中可以看出,當(dāng)負(fù)荷功率因數(shù)cosφ低于0.7時,由于負(fù)荷所需要的無功功率Q大于有功功率P,負(fù)荷功率因數(shù)cosφ越低,負(fù)荷所需要的無功功率就越大,電網(wǎng)輸送的無功功率及因此造成的有功功率損耗越大。因此為了減少電網(wǎng)輸送的無功功率、降低電網(wǎng)中的有功功率損耗,在負(fù)荷功率因數(shù)cosφ較低的情況下(cosφ<0.8),必須在負(fù)荷點(diǎn)或電網(wǎng)中進(jìn)行無功補(bǔ)償,提高負(fù)荷功率因數(shù),使電網(wǎng)的無功功率就地平衡。
一、隨機(jī)隨器無功補(bǔ)償?shù)膬?yōu)缺點(diǎn)
(一)優(yōu)越性
隨機(jī)隨器無功功率補(bǔ)償,就是為了提高用電負(fù)荷的功率因數(shù),直接把低壓電容器并聯(lián)安裝在變壓器、電動機(jī)等感性電器設(shè)備上。這種安裝方法的最大優(yōu)點(diǎn)是:用電設(shè)備運(yùn)行時無功補(bǔ)償投入,用電設(shè)備停運(yùn)時無功補(bǔ)償退出。也不需頻繁調(diào)整補(bǔ)償電容量。具有投資少、占位小、重量輕、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡單、事故率少、無需專人看管等優(yōu)點(diǎn)。
(二)不足之處
隨機(jī)隨器補(bǔ)償,雖然有許多優(yōu)點(diǎn)值得我們?nèi)ダ茫灿兴牟蛔阒帲海?)不能自動投切,這是隨機(jī)隨器補(bǔ)償與電容補(bǔ)償自動投切裝置相比的主要缺點(diǎn),它不能象自動投切裝置那樣,隨時按供電網(wǎng)絡(luò)中的功率因數(shù)的變化改變電容器投切數(shù)量來平衡無功功率。(2)停運(yùn)時反向送電,由于隨機(jī)隨器補(bǔ)償是把電容器直接并聯(lián)在用電設(shè)備上,所以當(dāng)用電設(shè)備被切斷電源后的暫態(tài)進(jìn)程中,電容反向用電設(shè)備放電,如果補(bǔ)償電容選擇不合理,會出現(xiàn)“過電壓”,可能損壞用電設(shè)備和電容。因此,選擇電容器補(bǔ)償容量時,一定要科學(xué)合理。對頻繁起動的用電設(shè)備,特別是電動機(jī),就更應(yīng)注意過電壓的危害。
二、安裝隨機(jī)隨器應(yīng)注意事項(xiàng)
(-)并聯(lián)電容器容量的選擇
并聯(lián)電容器補(bǔ)償電機(jī)時,其容量的選擇應(yīng)按下面公式進(jìn)行計算
式中 Ue——電機(jī)額定電壓kV
I0——空載電流A
對于用量最多的每分鐘1500轉(zhuǎn)和3000轉(zhuǎn)的電機(jī)用額定容量(kW)30%士0.5(kvar)的估算方法,可迅速簡便地求出所需補(bǔ)償電容的容量。以30kW電機(jī)為標(biāo)準(zhǔn),如果電機(jī)容量小于30kW的每臺增加 0.5kvar。容量大于30kW的每臺就減少0.5kvar。
下面列出經(jīng)過公式計算的各種單臺電機(jī)所需補(bǔ)償電容容量表:
(二)并聯(lián)電容器的接線
(1)線徑的選擇,連接補(bǔ)償電容器的接線線徑大小必須根據(jù)電容器額定電流的大小來選擇。電容器的額定電流是:
式中 IC——電容器額定電流A
QC——電容器額定功率kvar
Ue——電容器額定電壓kV
電容器的額定電流也可用估算的辦法來計算,即1kvar相當(dāng)于2A,這個數(shù)比實(shí)際電流略大。
(2)接線辦法:對于10kvar以下的小電容器如果單臺接線,可把線直接接在電容器的接線柱上,而對于10kvar以上的較大容量的電容器,必須采用接線卡連接,因這類電容器的額定電流都在20A以上,導(dǎo)線較粗,特別是采用電纜接線.毛刺較多,電容器的接線柱距離又都很近,往往容易造成放電短路損壞設(shè)備。
(3)并聯(lián)電容器不能放置在過熱、漏雨、滴水、易擠、易壓、易砸和妨礙交通的地方,也不能放置得離補(bǔ)償設(shè)備太遠(yuǎn)的地方,以免造成不必要的損失。
三、隨機(jī)防器補(bǔ)償?shù)墓?jié)能效益
安裝防機(jī)隨器電容補(bǔ)償后可提高功率因數(shù),降低可變損耗,當(dāng)功率因數(shù)由coaφ1提高到cosφ2時,可變損耗降低的百分?jǐn)?shù)可由下式求得:
由上式可計算出功率因數(shù)由cosφ1提高到cosφ2時對降低可變損耗的效益。
我縣截止目前投放低壓隨機(jī)隨器補(bǔ)償電容370只4440kvar,每年可節(jié)電177.7萬kW· h。安裝隨機(jī)隨貨電容補(bǔ)償后,還可減少設(shè)備容量,提高線路輸送功率的能力,使超載的變壓器不再超載,使需要增容的變壓器也可能不需增容,經(jīng)濟(jì)效益很好。