在电网运行中,因大量非线性负载的运行,除了要消耗有功功率外,还要消耗一定的无功功率。负荷电流在通过线路、变压器时将会产生功率与电能损耗,由电能损耗公式可知,当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时,线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低,电网所需无功就越多,线损就越大。因此,在受电端安装无功补偿装置,可减少负荷的无功功率损耗,提高功率因数,降低线损耗。
(二)提高设备的供电能力
由有功功率P=S cosφ可以看出,当设备的视在功率S一定时,如果功率因数cosφ提高,上式中的P也随之增大,电气设备的有功功率也就提高了。
(三)降低电网中的功率损耗和电能损失
由公式电流I=P/(3U cosφ)可知当有功功率P为定值时,负荷电流I与cosφ成反比,安装无功补偿装置后,功率因数提高,使线路中的电流减小,从而使功率损耗降低,降低电网中的功率损耗是安装无功补偿设备的主要目的。
(四)改善电压质量
在线路中电压损失ΔU的计算:
ΔU=(P·R+Q·XL)/UN
式中 ΔU——线路中的电压损失(kV);
P——有功功率(kW);(www.daowen.com)
Q——无功功率(kvar);
UN——额定电压(kV);
R——线路总电阻(Ω);
XL——线路感抗(Ω)。
由上式可见,当线路中的无功功率Q减少以后,电压损失ΔU也就减少了。
国家为了奖励企业提高功率因数,曾规定了依据企业功率因数的高低调整所收电费额的附加奖惩制度。按照这个制度,对月平均功率因数高于规定值得企业,可以按超过的数值相应的减收电费;而功率因数低于规定值时,则增收电费。这样,用户通过采取无功补偿装置,提高功率因数来减少用户电费开支,降低生产成本。
(六)减小设备容量,节省电网投资
减少发、供电设备的设计容量,减少投资。例如当功率因数cosφ=0.8增加到cosφ=
0.95时,装1kvar电容器可节省设备容量0.52kW;反之,增加0.52kW。对原有设备而言,相当于增大了发、供电设备容量。因此,对新建、改建工程,应充分考虑无功补偿,便可以减少设计容量,从而减少投资。
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