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電力系統(tǒng)的一些常識(shí) 什么是有功?什么是無(wú)功?有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率,也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量(機(jī)械能、 光能、熱能)的電功率。比如:5.5千瓦的電動(dòng)機(jī)就是把5.5千瓦的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,帶動(dòng)水泵抽水或脫粒機(jī)脫粒;各種照明設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換為光能,供人們 生活和工作照明。有功功率的符號(hào)用P表示,單位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。無(wú)功功率比較抽象,它是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交 換,并用來(lái)在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外作功,而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備,要建立磁場(chǎng),就要消耗無(wú)功功率。比 如40瓦的日光燈,除需40多瓦有功功率(鎮(zhèn)流器也需消耗一部分有功功率)來(lái)發(fā)光外,還需80乏左右的無(wú)功功率供鎮(zhèn)流器的線圈建立交變磁場(chǎng)用。由于它不對(duì) 外做功,才被稱之為“無(wú)功”。無(wú)功功率的符號(hào)用Q表示,單位為乏(Var)或千乏(kVar)。配電網(wǎng)中的電感性電氣設(shè)備如變壓器、電動(dòng) 機(jī)、電焊機(jī)、空調(diào)器、洗衣機(jī)、電冰箱、鈉燈、日光燈等投入運(yùn)行后,不僅要從電力網(wǎng)中吸收有功功率用于做功,而且還要吸收無(wú)功功率建立磁場(chǎng),這樣就導(dǎo)致電力 客戶的自然功率因數(shù)一般都比較低。我國(guó)對(duì)電力客戶的用電,規(guī)定了必須達(dá)到的功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)于“火線、零線、地線”的具體解釋 零 線是變壓器中性點(diǎn)引出的線路,與相線構(gòu)成回路對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行供電,通常情況下,零線在變壓器中性點(diǎn)處與地線重復(fù)接地,起到雙重保護(hù)作用電壓是兩點(diǎn)間電位 差。有了電壓,電子就會(huì)在電線中流動(dòng)形成電流。這就像水從高處向低處流動(dòng)的道理是一樣的。水在流動(dòng)的過(guò)程中會(huì)做功,電在流動(dòng)過(guò)程中也會(huì)做功。電流通過(guò)線徑 細(xì)、電阻大的導(dǎo)線時(shí),會(huì)發(fā)生類似塞車的情況,導(dǎo)致發(fā)熱。電燈的鎢絲能承受高溫,鎢絲在高熱情況下就發(fā)光了。交流電源線分為零線和火線。零線 總是與大地的電位相等(但并不是說(shuō)大地的電位就一定低),火線與零線保持呈正弦振蕩式的壓差。因?yàn)槿嗽谧匀粻顟B(tài)下與大地是零電位差的,所以一般情況下,人 接觸零線是不會(huì)被電擊的。用電器把外殼與零線連接(接零)就可以保護(hù)人不觸電,就是這個(gè)原因。所以,火線與零線接反,會(huì)埋下用電安全隱患,一般要嚴(yán)格區(qū)分 零線是指在極限與配合圖解中,表示基本尺寸的一條直線,以其為基準(zhǔn)確定偏差和公差。通常零線沿水平方向繪制,正偏差位于其上,負(fù)偏差位于其下。觸 電要組成回路才會(huì)觸電,同時(shí)碰上火線和零線火線和地面才會(huì)觸電照明電路里的兩根電線,一根叫火線,另一根則叫零線?;鹁€和零線的區(qū)別在于它們對(duì)地的電壓不 同:火線的對(duì)地電壓等于220V;零線的對(duì)地的電壓等于零(它本身跟大地相連接在一起的)。所以當(dāng)人的一部分碰上了火線,另一部分站在地上,人的這兩個(gè)部 分這間的電壓等于220V,就有觸電的危險(xiǎn)了。反之人即使用手去抓零線,如果人是站在地上的話,由于零線的對(duì)地的電壓等于零,所以人的身體各部分之間的電 壓等于零,人就沒(méi)有觸電的危險(xiǎn)。如果火線和零線一旦碰起來(lái),由于兩者之間的電壓等于220伏,而兩接觸點(diǎn)間的電阻幾乎等于零,這時(shí)的電流非常大,在火線和零線的接觸點(diǎn)處將產(chǎn)生巨大的熱量,從而發(fā)出電火花,火花處的溫度高到足以把金屬導(dǎo)線燒得熔化。 另一種解釋:火 線又稱相線,它與零線共同組成供電回路。在低壓電網(wǎng)中用三相四線制輸送電力,其中有三根相線一根零線。為了保證用電安全,在用戶使用區(qū)改為用三相五線制供 電,這第五根線就是地線,它的一端是在用戶區(qū)附近用金屬導(dǎo)體深埋于地下,另一端與各用戶的地線接點(diǎn)相連,起接地保護(hù)的作用?;鹁€是帶電的,地線和零線是不帶的,家用兩插孔的插座里有一根火線,一根零線,用電筆能測(cè)出帶電來(lái)的是火線,不帶電的是零線,三插孔的插座里才有地線,地線要連接在用電器的外殼上,以防止電器漏電使人觸電傷亡。另外,家用插座里各孔的接線位置是有規(guī)定的,如果拆開(kāi)插座可以看到,標(biāo)有L標(biāo)記的點(diǎn)是接火線的,N標(biāo)記的是接零線的,地線有個(gè)專門的接地符號(hào)。不懂的人千萬(wàn)還要亂接(特別是地線的位置),否則可能造成嚴(yán)重后果。 “單母線”、“單母線分段”、“單母線分段帶旁路”的優(yōu)缺點(diǎn)。單母線特點(diǎn):每一回路均經(jīng)過(guò)一臺(tái)斷路器QF和隔離開(kāi)關(guān)QS接于一組母線上.母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān)優(yōu)點(diǎn):接線簡(jiǎn)單清晰,設(shè)備少,操作方便,投資少,便于擴(kuò)建.缺點(diǎn):可靠性和靈活性較差.在母線和母線隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí),各支路都必須停止工作;引出線的斷路器檢修時(shí),該支路要停止供電.停電:先斷路器后隔離開(kāi)關(guān)(先負(fù)荷側(cè)再母線側(cè))送電不能滿足不允許停電的供電要求,一般用于6220kV系統(tǒng)中,出線回路較少,對(duì)供電可靠性要求不高的中,小型發(fā)電廠與變電站中.單母線分段接線分段斷路器閉合運(yùn)行一個(gè)電源故障時(shí),仍可以使兩段母線都有電,可靠性比較好,但線路故障時(shí)短路電流較大.分段斷路器斷開(kāi)運(yùn)行在0QF處裝設(shè)備自投裝置,重要用戶可以從兩段母線引接采用雙回路供電,還可以限制短路電流.優(yōu)點(diǎn):提高了供電可靠性缺點(diǎn):停電范圍較大(1)610k:出線回路數(shù)為6回及以上;(2)3563kV:出線回路數(shù)為48回;(3)110220kV:出線回路數(shù)為34回.單母線分段帶旁路母線接線(1)分段斷路器兼作旁路斷路器(2)旁路斷路器兼作分段斷路器出線斷路器故障或檢修時(shí)可以用旁路斷路器代路送電,使線路不停電.主要用于電壓為610kV出線較多而且對(duì)重要負(fù)荷供電的裝置中;35kV及以上有重要聯(lián)絡(luò)線路或較多重要用戶時(shí)也采用. 浮充和均充1浮充工作原理:當(dāng)電池處于充滿狀態(tài)時(shí),充電器不會(huì)停止充電,仍會(huì)提供恒定的浮充電壓與很小浮充電流供給電池,因?yàn)椋坏┏潆娖魍V钩潆?,電池?huì)自然地釋放電能,所以利用浮充的方式,平衡這種自然放電,小型UPS通常采用浮充模式。2均充工作原理:以定電流和定時(shí)間的方式對(duì)電池充電,充電較快。在專業(yè)維護(hù)人員對(duì)電池保養(yǎng)時(shí)經(jīng)常用的充電模式,這種模式還有利于激活電池的化學(xué)特性。注:智能型充電器具有根據(jù)電池工作狀態(tài)自動(dòng)轉(zhuǎn)換浮充和均充的功能,可充分發(fā)揮浮充和均充各自的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)快速充電和延長(zhǎng)電池壽命。沖擊合閘:一般線路3次 主變5次 母線1次新 安裝的變壓器在空載(二次側(cè)不帶負(fù)載)狀態(tài)下,合閘投入線路,然后再分閘切除,再合閘,再分閘,一般要重復(fù)三到五次,這就叫沖擊合閘。在高壓開(kāi)關(guān)柜上直接 操作。因?yàn)樽儔浩髟诳蛰d狀態(tài)下投切時(shí)最大能產(chǎn)生兩倍左右的過(guò)電壓,這個(gè)過(guò)電壓極易使變壓器損壞,沖擊合閘就是為了考核變壓器能否經(jīng)受這個(gè)過(guò)電壓,檢查變壓 器絕緣是否有薄弱點(diǎn),以保證變壓器今后運(yùn)行更安全。重復(fù)多次,是為了保證一定能產(chǎn)生兩倍左右的過(guò)電壓。 浮充floating charge浮充特性:蓄電池組是電力直流系統(tǒng)的備用電源。在正常的運(yùn)行狀態(tài)下,與直流母線相連的充電裝置,除對(duì)常規(guī)負(fù)載供電外,還向蓄電池組提供浮充電流。這種運(yùn)行方式稱為全浮充工作方式,簡(jiǎn)稱浮充運(yùn)行.浮 充是蓄電池組的一種供(放)電工作方式,系將蓄電池組與電源線路并聯(lián)連接到負(fù)載電路上,它的電壓大體上是恒定的,僅略高于蓄電池組的斷路電壓,由電源線路 所供的少量電流來(lái)補(bǔ)償蓄電池組局部作用的損耗,以使其能經(jīng)常保持在充電滿足狀態(tài)而不致過(guò)充電。因此,蓄電池組可隨電源線路電壓上下波動(dòng)而進(jìn)行充放電。當(dāng)負(fù) 載較輕而電源線路電壓較高時(shí),蓄電池組即進(jìn)行充電,當(dāng)負(fù)載較重或電源發(fā)生意外中斷時(shí),蓄電池組則進(jìn)行放電,分擔(dān)部分或全部負(fù)載。這樣,蓄電池組便起到穩(wěn)壓 作用,并處于備用狀態(tài)。浮充供電工作方式可分為半浮充和全浮充兩種。當(dāng)部分時(shí)間(負(fù)載較輕時(shí))進(jìn)行浮充供電,而另部分時(shí)間(負(fù)載較重時(shí))由 蓄電池組單獨(dú)供電的工作方式,稱為半浮充工作方式,或稱定期浮充工作方式。倘全部時(shí)間均由電源線路與蓄電池組并聯(lián)浮充供電,則稱為全浮充工作方式,或稱連 續(xù)浮充工作方式。以浮充工作方式使用的蓄電池組,其壽命一般較全充放工作方式者要長(zhǎng),而且可改用較小些容量的蓄電池組來(lái)代替。這種浮充供電工作方式多用于發(fā)電廠的斷電備用電源和電話局的電話正常供電電源。 推力軸承和導(dǎo)軸承水 輪機(jī)軸承分為:推力軸承和導(dǎo)軸承。導(dǎo)軸承是固定水輪機(jī)軸水平方向,防止其在水平方向擺動(dòng),受力方向在水平方向;推力軸承是承受水輪機(jī)轉(zhuǎn)子重量的,受力方向 在垂直方向。推力瓦是固定在機(jī)架上的,鏡板是固定在推力頭上的,瓦泡在透平油中,瓦上會(huì)有一層油膜,鏡板壓在推力瓦上(中間有層很薄的油膜,潤(rùn)滑的)。轉(zhuǎn) 子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),鏡板隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動(dòng),和推力瓦上的薄油膜摩擦。以此實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)部件和固定部件之間的銜接。根據(jù)推力軸承的位置,若推力軸承在上機(jī)架,則為懸式機(jī) 組;若推力軸承在下機(jī)架,則為傘式機(jī)組。 負(fù)序 正序 零序 電流正序、負(fù)序、零序的出現(xiàn)是為了分析在系統(tǒng)電 壓、電流出現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí),把三相的不對(duì)稱分量分解成對(duì)稱分量(正、負(fù)序)及同向的零序分量。只要是三相系統(tǒng),就能分解出上述三個(gè)分量(有點(diǎn)象力的合成與 分解,但很多情況下某個(gè)分量的數(shù)值為零)。對(duì)于理想的電力系統(tǒng),由于三相對(duì)稱,因此負(fù)序和零序分量的數(shù)值都為零(這就是我們常說(shuō)正常狀態(tài)下只有正序分量的 原因)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),三相變得不對(duì)稱了,這時(shí)就能分解出有幅值的負(fù)序和零序分量度了(有時(shí)只有其中的一種),因此通過(guò)檢測(cè)這兩個(gè)不應(yīng)正常出現(xiàn)的分 量,就可以知到系統(tǒng)出了毛病(特別是單相接地時(shí)的零序分量)。下面再介紹用作圖法簡(jiǎn)單得出各分量幅值與相角的方法,先決條件是已知三相的電壓或電流(矢量 值),當(dāng)然實(shí)際工程上是直接測(cè)各分量的。由于上不了圖,請(qǐng)大家按文字說(shuō)明在紙上畫圖。從已知條件畫出系統(tǒng)三相電流(用電流為例,電壓亦是一樣)的向量圖 (為看很清楚,不要畫成太極端)。1)求零序分量:把三個(gè)向量相加求和。即A相不動(dòng),B相的原點(diǎn)平移到A相的頂端(箭頭處),注意B相只是平移,不能轉(zhuǎn) 動(dòng)。同方法把C相的平移到B相的頂端。此時(shí)作A相原點(diǎn)到C相頂端的向量(些時(shí)是箭頭對(duì)箭頭),這個(gè)向量就是三相向量之和。最后取此向量幅值的三分一,這就 是零序分量的幅值,方向與此向量是一樣的。2)求正序分量:對(duì)原來(lái)三相向量圖先作下面的處理:A相的不動(dòng),B相逆時(shí)針轉(zhuǎn)120度,C相順時(shí)針轉(zhuǎn)120度, 因此得到新的向量圖。按上述方法把此向量圖三相相加及取三分一,這就得到正序的A相,用A相向量的幅值按相差120度的方法分別畫出B、C兩相。這就得出 了正序分量。3)求負(fù)序分量:注意原向量圖的處理方法與求正序時(shí)不一樣。A相的不動(dòng),B相順時(shí)針轉(zhuǎn)120度,C相逆時(shí)針轉(zhuǎn)120度,因此得到新的向量圖。 下面的方法就與正序時(shí)一樣了。通過(guò)上述方法大家可以分析出各種系統(tǒng)故障的大概情況,如為何出現(xiàn)單相接地時(shí)零序保護(hù)會(huì)動(dòng)作,而兩相短路時(shí)基本沒(méi)有零序電流。 在這里再說(shuō)說(shuō)各分量與諧波的關(guān)系。由于諧波與基波的頻率有特殊的關(guān)系,故在與基波合成時(shí)會(huì)分別表現(xiàn)出正序、負(fù)序和零序特性。但我們不能把諧波與這些分量等 同起來(lái)。由上所述,之所以要把基波分解成三個(gè)分量,是為了方便對(duì)系統(tǒng)的分析和狀態(tài)的判別,如出現(xiàn)零序很多情況就是發(fā)生單相接地,這些分析都是基于基波的, 而正是諧波疊加在基波上而對(duì)測(cè)量產(chǎn)生了誤差,因此諧波是個(gè)外來(lái)的干擾量,其數(shù)值并不是我們分析時(shí)想要的,就如三次諧波對(duì)零序分量的干擾?!八贁啾Wo(hù)”、“過(guò)流保護(hù)”過(guò)流就是過(guò)電流,如額定容量為1萬(wàn)千伏安,電壓10000伏電流是1000安培,異常狀態(tài)可以帶到1200安培,但有一定的時(shí)間控制。如達(dá)1200安培,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后,斷路器跳閘,這種有時(shí)限的叫過(guò)流。過(guò)流保護(hù)分定時(shí)限過(guò)流保護(hù)和反時(shí)限過(guò)流保護(hù)。但事故短路電流達(dá)到設(shè)定值如2500安培,瞬間,斷路器跳閘,叫速斷。 有關(guān)零序電流在 三相四線電路中,三相電流的相量和等于零,即Ia+Ib+IC=0。如果在三相四線中接入一個(gè)電流互感器,這時(shí)感應(yīng)電流為零。當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障 時(shí),回路中有漏電電流流過(guò),這時(shí)穿過(guò)互感器的三相電流相量和不等零,其相量和為:Ia+Ib+Ic=I(漏電電流)。這樣互感器二次線圈中就有一個(gè)感應(yīng)電 壓,此電壓加于檢測(cè)部分的電子放大電路,與保護(hù)區(qū)裝置預(yù)定動(dòng)作電流值相比較,如大于動(dòng)作電流,即使靈敏繼電器動(dòng)作,作用于執(zhí)行元件掉閘。這里所接的互感器 稱為零序電流互感器,三相電流的相量和不等于零,所產(chǎn)生的電流即為零序電流。 產(chǎn)生零序電流的兩個(gè)條件:1、無(wú)論是縱向故障、還是橫向故障、還是正常時(shí)和異常時(shí)的不對(duì)稱,只要有零序電壓的產(chǎn)生;2、零序電流有通路。以上兩個(gè)條件缺一不可。因?yàn)槿鄙俚谝粋€(gè),就無(wú)源泉;缺少第二個(gè),就是我們通常討論的“有電壓是否一定有電流的問(wèn)題。零序公式:3U0=UA+UB+UC,3I0=IA+IB+IC正 序、負(fù)序、零序的出現(xiàn)是為了分析在系統(tǒng)電壓、電流出現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí),把三相的不對(duì)稱分量分解成對(duì)稱分量(正、負(fù)序)及同向的零序分量。只要是三相系統(tǒng),就 能分解出上述三個(gè)分量(有點(diǎn)象力的合成與分解,但很多情況下某個(gè)分量的數(shù)值為零)。對(duì)于理想的電力系統(tǒng),由于三相對(duì)稱,因此負(fù)序和零序分量的數(shù)值都為零 (這就是我們常說(shuō)正常狀態(tài)下只有正序分量的原因)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),三相變得不對(duì)稱了,這時(shí)就能分解出有幅值的負(fù)序和零序分量度了(有時(shí)只有其中的一 種),因此通過(guò)檢測(cè)這兩個(gè)不應(yīng)正常出現(xiàn)的分量,就可以知道系統(tǒng)出了毛病(特別是單相接地時(shí)的零序分量)。下面再介紹用作圖法簡(jiǎn)單得出各分量幅值與相角的方 法,先決條件是已知三相的電壓或電流(矢量值),當(dāng)然實(shí)際工程上是直接測(cè)各分量的。由于上不了圖,請(qǐng)大家按文字說(shuō)明在紙上畫圖。 零序電流保護(hù):利用接地時(shí)產(chǎn)生的零序電流使保護(hù)動(dòng)作的裝置,叫零序電流保護(hù)。在電纜線路上都采用專門的零序電流互感器來(lái)實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)。零 序電流保護(hù):中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生接地短路,將產(chǎn)生很大的零序電流,利用零序電流分量構(gòu)成保護(hù),可以作為一種主要的接地短路保護(hù)。零序過(guò)流保護(hù)不反應(yīng)三 相和兩相短路,在正常運(yùn)行和系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)也沒(méi)有零序分量產(chǎn)生,所以它有較好的靈敏度。但零序過(guò)流保護(hù)受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式變換影響較大,靈敏度因此降低, 特別是短距離線路上以及復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)中,由于速動(dòng)段的保護(hù)范圍太小,甚至沒(méi)有保護(hù)范圍,致使零序電流保護(hù)各段的性能嚴(yán)重惡化,使保護(hù)動(dòng)作時(shí)間很長(zhǎng),靈敏度很 低。 三相四線我國(guó)目前大多采用三相四線制低壓供電系統(tǒng),即380V/220V中性點(diǎn)直接接地低壓供電系統(tǒng), 該供電系統(tǒng)具有三條相線(火線)A、B、C,一條零線。這條零線之所以稱之為零線,就是因?yàn)樗怯勺儔浩鞫蝹?cè)中性點(diǎn)引出的,而二次側(cè)中性點(diǎn)又直接接地與 大地零電位連接,因此稱之為零線。在三相四線制低壓供電系統(tǒng)中它既是工作地線,又是保護(hù)零線,現(xiàn)在稱為PEN線,其中PE是保護(hù)零線,N是工作零線,合起 來(lái)就是PEN線,PEN線表示工作零線兼做保護(hù)零線,俗稱“零地合一”。 勵(lì)磁變壓器 強(qiáng)行勵(lì)磁的定義及作用勵(lì) 磁變壓器勵(lì)磁變壓器是一種專門為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)提供三相交流勵(lì)磁電源的裝置,勵(lì)磁系統(tǒng)通過(guò)可控硅將三相電源轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子直流電源,形成發(fā)電機(jī)勵(lì)磁 磁場(chǎng),通過(guò)勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)可控硅觸發(fā)角,達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)端電壓和無(wú)功的目的。通常接于發(fā)電機(jī)出口端,因發(fā)電機(jī)出口電壓較高,而勵(lì)磁系統(tǒng)額定電壓較低,故需一個(gè) 降壓變壓器。發(fā)電機(jī)用勵(lì)磁變壓器的安全、穩(wěn)定運(yùn)行,是自并勵(lì)機(jī)組安全、穩(wěn)定運(yùn)行的前提,是發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定發(fā)電、滿負(fù)荷發(fā)電的先決條件,是勵(lì)磁系統(tǒng)可靠運(yùn) 行的關(guān)鍵。當(dāng)系統(tǒng)電壓大大降低,發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源會(huì)自動(dòng)迅速增加勵(lì)磁電流,這種作用叫做強(qiáng)行勵(lì)磁,強(qiáng)行勵(lì)磁主要有以下幾個(gè)方面的作用:1.增加電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性2.在短路切除后,能使電壓迅速恢復(fù)3.提高帶時(shí)限的過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的可靠性4.改善系統(tǒng)故障時(shí)電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)條件強(qiáng)勵(lì)倍數(shù),即強(qiáng)行勵(lì)磁電壓與勵(lì)磁機(jī)額定電壓Ue之比.強(qiáng)勵(lì)就是強(qiáng)行勵(lì)磁,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓下降較為嚴(yán)重,強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作,把機(jī)端電壓頂起來(lái)。 功率因數(shù)影響功率因數(shù)的主要因素 (1)大量的電感性設(shè)備,如異步電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電爐、交流電焊機(jī)等設(shè)備是無(wú)功功率的主要消耗者。據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計(jì),在工礦企業(yè)所消耗的全部無(wú)功功率中,異步電 動(dòng)機(jī)的無(wú)功消耗占了6070;而在異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)所消耗的無(wú)功又占到電動(dòng)機(jī)總無(wú)功消耗的6070。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止 電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。(2)變壓器消耗的無(wú)功功率一般約為其額定容量的1015,它的空載無(wú)功功率約為滿載時(shí)的1/3。因而, 為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù),變壓器不應(yīng)空載運(yùn)行或長(zhǎng)期處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。(3)供電電壓超出規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大的影響。當(dāng) 供電電壓高于額定值的10時(shí),由于磁路飽和的影響,無(wú)功功率將增長(zhǎng)得很快,據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),當(dāng)供電電壓為額定值的110時(shí),一般無(wú)功將增加35左 右。當(dāng)供電電壓低于額定值時(shí),無(wú)功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。所以,應(yīng)當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的 供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。 無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊话惴椒o(wú)功補(bǔ)償通常采用的方法主要有3種:低壓個(gè)別補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償。下面簡(jiǎn)單介紹這3種補(bǔ)償方式的適用范圍及使用該種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點(diǎn)。低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)?壓個(gè)別補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無(wú)功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接,它與用電設(shè)備共用一套斷路器(即開(kāi)關(guān))。通過(guò)控制、保護(hù)裝 置與電機(jī)同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且連續(xù)運(yùn)行(如大中型異步電動(dòng)機(jī))的無(wú)功消耗,以補(bǔ)勵(lì)磁無(wú)功為主。低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是:用電設(shè)備運(yùn)行 時(shí),無(wú)功補(bǔ)償投入,用電設(shè)備停運(yùn)時(shí),補(bǔ)償設(shè)備也退出,因此不會(huì)造成無(wú)功倒送。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。低壓集中補(bǔ)償?shù)?壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè),以無(wú)功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置,根據(jù)低壓母線上的無(wú)功負(fù)荷而直接控制電容器的投 切。電容器的投切是整組進(jìn)行,做不到平滑的調(diào)節(jié)。低壓補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn):接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)工作量小,使無(wú)功就地平衡,從而提高配變利用率,降低網(wǎng)損,具有較高 的經(jīng)濟(jì)性,是目前無(wú)功補(bǔ)償中常用的手段之一。高壓集中補(bǔ)償高壓集中補(bǔ)償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的610kV高壓 母線上的補(bǔ)償方式。適用于用戶遠(yuǎn)離變電所或在供電線路的末端,用戶本身又有一定的高壓負(fù)荷時(shí),可以減少對(duì)電力系統(tǒng)無(wú)功的消耗并可以起到一定的補(bǔ)償作用;補(bǔ) 償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切,從而合理地提高了用戶的功率因數(shù),避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)的增加。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù),補(bǔ)償效益高。采取適當(dāng)措施,設(shè)法提高系統(tǒng)自然功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)是不需要任何補(bǔ)償設(shè)備投資,僅采取各種管理上或技術(shù)上的手段來(lái)減少各種用電設(shè)備所消耗的無(wú)功功率,這是一種最經(jīng)濟(jì)的提高功率因數(shù)的方法:(1)合理使用電動(dòng)機(jī);(2)提高異步電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量;(3) 采用同步電動(dòng)機(jī):同步電動(dòng)機(jī)消耗的有功功率取決于電動(dòng)機(jī)上所帶機(jī)械負(fù)荷的大小,而無(wú)功功率取決于轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流大小,在欠勵(lì)狀態(tài)時(shí),定子繞組向電網(wǎng)吸 取無(wú)功,在過(guò)勵(lì)狀態(tài)時(shí),定子繞組向電網(wǎng)送出無(wú)功。因此,對(duì)于恒速長(zhǎng)期運(yùn)行的大型機(jī)構(gòu)設(shè)備可以采用同步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。異步電動(dòng)機(jī)同步運(yùn)行就是將異步 電動(dòng)機(jī)三相轉(zhuǎn)子繞組適當(dāng)連接并通入直流勵(lì)磁電流,使其呈同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,這就是異步電動(dòng)機(jī)同步化。(4)合理選擇配變?nèi)萘?,改善配變的運(yùn)行方式:對(duì)負(fù)載率比較低的配變,一般采取撤、換、并、停等方法,使其負(fù)載率提高到最佳值,從而改善電網(wǎng)的自然功率因數(shù)。無(wú)功電源電力系統(tǒng)的無(wú)功電源除了同步電機(jī)外,還有靜電電容器、靜止無(wú)功補(bǔ)償器以及靜止無(wú)功發(fā)生器,這4種裝置又稱為無(wú)功補(bǔ)償裝置。除電容器外,其余幾種既能吸收容性無(wú)功又能吸收感性無(wú)功。同步電機(jī):同步電機(jī)中有發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)及調(diào)相機(jī)3種。 同步發(fā)電機(jī):同步發(fā)電機(jī)是唯一的有功電源,同時(shí)又是最基本的無(wú)功電源,當(dāng)其在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí),可以發(fā)出無(wú)功功率:Q=Ssin=Ptg 其中:Q、S、P、是相對(duì)應(yīng)的無(wú)功功率、視在功率、有功功率和功率因數(shù)角。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí),以滯后功率因數(shù)運(yùn)行為主,向系統(tǒng)提供無(wú)功,但必要時(shí), 也可以減小勵(lì)磁電流,使功率因數(shù)超前,即所謂的進(jìn)相運(yùn)行,以吸收系統(tǒng)多余的無(wú)功。同步調(diào)相機(jī):同步調(diào)相機(jī)是空載運(yùn)行的同步電機(jī),它能在欠勵(lì)或過(guò)勵(lì)的情況下向系統(tǒng)吸收或供出無(wú)功,裝有自勵(lì)裝置的同步電機(jī)能根據(jù)電壓平滑地調(diào)節(jié)輸入或輸出的無(wú)功功率,這是其優(yōu)點(diǎn)。但它的有功損耗大、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜、響應(yīng)速度慢,近來(lái)已逐漸退出電網(wǎng)運(yùn)行。 并聯(lián)電容器:并聯(lián)電容器補(bǔ)償是目前使用最廣泛的一種無(wú)功電源,由于通過(guò)電容器的交變電流在相位上正好超前于電容器極板上的電壓,相反于電感中的滯后,由此 可視為向電網(wǎng)發(fā)?quot;無(wú)功功率:Q=U2/Xc 其中:Q、U、Xc分別為無(wú)功功率、電壓、電容器容抗。并聯(lián)電容器本身功耗很小,裝設(shè)靈活,節(jié)省投資;由它向系統(tǒng)提供無(wú)功可以改善功率因數(shù),減少由發(fā)電 機(jī)提供的無(wú)功功率。靜止無(wú)功補(bǔ)償器:靜止無(wú)功補(bǔ)償器是由晶閘管所控制投切電抗器和電容器組成,由于晶閘管對(duì)于控制信號(hào)反應(yīng)極為迅速, 而且通斷次數(shù)也可以不受限制。當(dāng)電壓變化時(shí)靜止補(bǔ)償器能快速、平滑地調(diào)節(jié),以滿足動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰瑫r(shí)還能做到分相補(bǔ)償;對(duì)于三相不平衡負(fù)荷及沖擊負(fù) 荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性;但由于晶閘管控制對(duì)電抗器的投切過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高次諧波,為此需加裝專門的濾波器。靜止無(wú)功發(fā)生器:它的主體是一個(gè) 電壓源型逆變器,由可關(guān)斷晶閘管適當(dāng)?shù)耐〝啵瑢㈦娙萆系闹绷麟妷恨D(zhuǎn)換成為與電力系統(tǒng)電壓同步的三相交流電壓,再通過(guò)電抗器和變壓器并聯(lián)接入電網(wǎng)。適當(dāng)控制 逆變器的輸出電壓,就可以靈活地改變其運(yùn)行工況,使其處于容性、感性或零負(fù)荷狀態(tài)。與靜止無(wú)功補(bǔ)償器相比,靜止無(wú)功發(fā)生器響應(yīng)速度更快,諧波電流更少,而 且在系統(tǒng)電壓較低時(shí)仍能向系統(tǒng)注入較大的無(wú)功。在電力網(wǎng)的運(yùn)行中,功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度,我們希望的是功率因數(shù)越大越好。這樣電路中的無(wú)功功率可以降到最小,視在功率將大部分用來(lái)供給有功功率,從而提高電能輸送的功率。 “電壓互感器”、“電流互感器”的作用電 流互感器是電力系統(tǒng)中很重要的一個(gè)一次設(shè)備,其原理是根據(jù)電磁感應(yīng)原理而制造的.它的一次線圈匝數(shù)很少,通常采用單匝線圈,即一根銅
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