提高單相電動機功率因數(shù)方法研究

1、 學 號：20100602050202 密 級： 公 開 蘭州城市學院本科畢業(yè)論文 提高單相電動機功率因數(shù)方法研究學院名稱：培黎工程技術學院專業(yè)名稱：電子信息科學與技術學生姓名：曹志鵬指導教師：施樹春 教授 二一四年五月 BACHELOR'S DEGREE THESIS OF LANZHOU CITY UNIVERSITYThe Study of Method of Improving Single-phase Motor Power Factor College ：School of Bailie Engineering & TechnologySubject ：Electr

2、onic Information Science and TechnologyName ：Cao ZhipengDirected by ：Shi Shuchun Professor May 2014鄭 重 聲 明本人呈交的學位論文，是在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內容外，本學位論文的研究成果不包含他人享有著作權的內容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標明。本學位論文的知識產(chǎn)權歸屬于培養(yǎng)單位。本人簽名： 日期： 摘 要根據(jù)功率因數(shù)的特性，論文從四個方面介紹了影響功率因數(shù)的因素，在此基

3、礎上介紹了提高功率因數(shù)的兩種方法，即提高自然功率因數(shù)和人工補償法，又通過實驗對電動機功率因數(shù)用并聯(lián)電容法進行了深入研究。最后分析了提高功率因數(shù)對提高經(jīng)濟效益和解決能源危機所具有的重要意義。關鍵詞：功率因數(shù)；提高；經(jīng)濟效益 ABSTRACT According to the character of the power factor, this paper states the reasons that affect the power factor from four aspects. On this basis, the paper introduces two kinds of metho

4、ds of improving the power factor: one is increasing the natural power factor，another is artificial compensation. And the motor power factor is further studied through the experiments by using the shunt capacitance method. At last, the paper analyzes the significance of improving the power factor in

5、enhancing the economic benefit and solving energy crisis.Key words：power factor; improvements; economic benefits目 錄第1章 緒論11.1 研究背景11.2 本課題的研究內容11.3 提高功率因數(shù)的意義21.3.1 提高功率因數(shù)能提高設備的利用率21.3.2 提高功率因數(shù)能降低輸電線上的損耗21.3.3 提高功率因數(shù)能改善供電質量21.3.4 提高功率因數(shù)能減少電力設備的投資2第2章 單相電動機及功率因數(shù)簡介42.1 單相異步電動機42.2 功率因數(shù)42.2.1 功率因數(shù)的定義42.

6、2.2 有功功率42.2.3 無功功率52.2.4 視在功率52.3 功率因數(shù)的計算公式5第3章 影響功率因數(shù)的主要因素63.1異步電動機及變壓器的負載情況63.2供電電壓63.3變壓器的選擇73.4電網(wǎng)頻率的波動7第4章 提高功率因數(shù)的方法84.1提高自然功率因數(shù)84.1.1 合理選用感應電動機84.1.2 合理選擇電力變壓器的容量84.1.3 減少電動機的空載或輕載運行84.1.4 提高異步電動機的檢修質量94.1.5 采用同步電動機94.2 功率因數(shù)的人工補償94.2.1 并聯(lián)電容器94.2.2 并聯(lián)電容器的實驗過程114.2.3 實驗結果分析124.2.4同步調相機134.2.5 靜止

7、補償器（SVC）13總 結15參考文獻16致 謝17第1章 緒論1.1 研究背景隨著經(jīng)濟的日益發(fā)展，電力需求不斷提高，伴隨而來的突出問題是能源無效的巨大消耗，資源利用率低下。電力系統(tǒng)是一個龐大的系統(tǒng)，其電能損耗的數(shù)值相當可觀，能源的合理配置是急需解決的問題。功率因數(shù)是決定發(fā)電系統(tǒng)和供電系統(tǒng)經(jīng)濟效益的一個極為重要的因素，它直接反映了系統(tǒng)中有功功率與無功功率的分配。對于發(fā)電系統(tǒng)和供電系統(tǒng)來說，對負荷不但要求有高的負荷率，而且也要求有高的功率因數(shù)。在供電系統(tǒng)中，絕大多數(shù)用電設備都具有電感的特性（諸如：感應電動機、電力變壓器，電焊機等）。這些設備不僅需要從電力系統(tǒng)吸收有功功率，還要吸收無功功率以提供這

8、些設備正常工作所需要的交變磁場。然而在輸送有功功率一定的情況下，無功功率增大，就會降低供電系統(tǒng)的功率因數(shù)。因此，功率因數(shù)是衡量供電系統(tǒng)電能利用程度及電氣設備使用狀況的一個具有代表性的重要指標，而如何改善功率因數(shù)是要探討的課題。1.2 本課題的研究內容本論文首先分析了影響功率因數(shù)的主要因素，即異步電動機及變壓器的負載中的大量電感性元件是無功功率的主要消耗者，供電電壓超出規(guī)定范圍也會對功率因數(shù)造成很大的影響，變壓器長期空載運行或長期處于低負載運行狀態(tài)下會造成功率因數(shù)的低效運行，接著又分析了電網(wǎng)頻率的波動對異步電機和變壓器的磁化無功功率造成的影響。并在此基礎上，著重研究并得出了提高功率因數(shù)的方法，即

9、提高自然功率因數(shù)的方法和提高功率因數(shù)的人工補償方法，闡述了根據(jù)不同的情況應采取相應的措施。同時，對單相電動機的功率因數(shù)用人工補償法中的并聯(lián)電容法進行了不同的實驗研究，并測得了相應的實驗數(shù)據(jù)，又將兩組不同的實驗數(shù)據(jù)進行了對比，仔細分析研究后得出了并聯(lián)電容法對于低功率因數(shù)的補償具有很好的效果，提高空間大，方法簡便安全高效。最后分析討論了提高功率因數(shù)在提高設備的利用率、減少輸電線上的損耗、改善供電質量和減少電力設備的投資等實際生產(chǎn)生活中的意義。提高功率因數(shù)對能源的有效利用和人類的可持續(xù)發(fā)展起到了促進作用。1.3 提高功率因數(shù)的意義提高功率因數(shù)是非常必要的，其意義就在于能提高供電設備的利用率和提高輸電

10、效率。1.3.1 提高功率因數(shù)能提高設備的利用率在電力系統(tǒng)中，提供電能的發(fā)電機是按要求的額定電壓和額定電流設計的。發(fā)電機長期運行時，其電壓和電流都不能超過額定值，否則會使發(fā)電機的壽命縮短，甚至損壞。發(fā)電機的容量是額定電壓與額定電流之積他是發(fā)，電機在安全運行下所能產(chǎn)生的最大功率。發(fā)電機在額定電壓與額定電流下運行時送出的有功功率P與所接負載的功率因數(shù)密切相關，即。只有當所接負載是電阻時，發(fā)電機輸出的有功功率恰好等于其容量。當負載是感性或容性時，由于，發(fā)電機輸出的功率要小于其容量，發(fā)電機得不到充分的利用。因此，為了盡可能的提高發(fā)電機的利用率，必須提高功率因數(shù)。1.3.2 提高功率因數(shù)能降低輸電線上的

11、損耗設輸電線上的損耗，當是負載端電壓的有效值時，負載吸收的有功功率為 （5-1）負載上的電流為。則此電流流過輸電線，在輸電線的電阻上產(chǎn)生的損耗為 （5-2）當負載較低時，線路中的電流會增大，從而引起線路損耗增大，而當和不變時，提高功率因數(shù)會降低輸電線上的損耗。1.3.3 提高功率因數(shù)能改善供電質量已知功率因數(shù)越低，線路上的電流I越大，由于線路上的阻抗存在，則必然造成電壓損失，使線路電壓降低。若電壓損失過大，電網(wǎng)末端就會長期處于低電壓運行狀態(tài)，引起變壓器過負荷、電動機過熱、日光燈不能啟輝、點燈昏暗等后果。因此提高功率因數(shù)能減小電壓損失，滿足工農業(yè)生產(chǎn)和人民生活對供電電源的質量要求。1.3.4 提

12、高功率因數(shù)能減少電力設備的投資為盡量減小輸電線路上的功率損耗，往往會增加導線截面積以減小阻抗。而在有功功率P和電源電壓U一定的情況下，功率因數(shù)的提高可是線路中通過的電流減小，則導線截面機就可以相應設計的小一些，這樣就可以節(jié)約線路的投資。其次，在有功功率P一定時，提高功率因數(shù)可是視在功率S降低，對于用電單位而言，在滿足用電需要的情況下，減少了所需變壓器的容量，也就降低了投資和損耗。第2章 單相電動機及功率因數(shù)簡介2.1 單相異步電動機定義：采用單相交流電源的異步電動機稱為單相異步電動機。結構：定子單相繞組，轉子籠型轉子。原理：當單相定子繞組中通入單相交流電，在定子內會產(chǎn)生一個大小隨時間按正弦規(guī)律

13、變化而空間位置不動的脈動磁場。分析表明，此交變脈動磁場可分解成兩個轉向相反的旋轉磁場，因而在電動機靜止時正反兩個轉矩相等，即，起動轉矩為零，不能自行起動。適用對象：廣泛應用于電動工具、家用電器、醫(yī)用機械和自動化控制系統(tǒng)中1。2.2 功率因數(shù)2.2.1 功率因數(shù)的定義在直流電路里，電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里，電壓乘電流是視在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）將小于視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數(shù)，而最簡單的測量方式就是測量電壓與電流之間的相位差，得出的結果就是功率因數(shù)。在交流電路中，電壓與電流之間的相位差（）的余弦叫做功率因數(shù)，用符號表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有

14、功功率和視在功率的比值，即 (2-1)功率因數(shù)的大小與電路的負荷性質有關， 如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數(shù)為1，一般具有電感或電容性負載的電路功率因數(shù)都小于12。在交流電路中，有三種重要的功率參數(shù)，分別是有功功率、無功功率和視在功率。2.2.2 有功功率電路中電能通過用電負載轉換為其他形式的能量（如機械能、光能、熱能、化學能等），參加能量轉換的實際電功率被稱為有功功率，也叫平均功率，是電路中實際消耗的功率。單相電路中，有功功率 (2-2)其中，U為相電壓，I為相電流，為線電壓與線電流的相角。2.2.3 無功功率電路中的無功功率，分別是由交流電路中的電感成分和電容產(chǎn)生的，稱為感性無功功率

15、與容性無功功率。單相電路中，無功功率 或 (2-3)2.2.4 視在功率視在功率是交流電路中電源供給負載的總功率。這種負載里可能有電阻和電感，還可能有電容器，在這種綜合性負載電路中，電阻需要消耗有功功率，而電感和電容則需要做能量交替交換的無功功率，電源供給這種綜合性負載中的總功率包含著有功功率和無功功率兩部分。單相電路中，視在功率 (2-4)2.3 功率因數(shù)的計算公式功率因數(shù)的計算公式： (2-2)式中P有功功率，kw，p=UI (2-6)Q無功功率，Q=UI (2-7)S視在功率，KVA；S=UI (2-8)U用電設備的額定電壓； (2-9)I用電設備的運行電流。 (2-10)第3章 影響功

16、率因數(shù)的主要因素許多用電設備均是根據(jù)電磁感應原理工作的，如配電變壓器、電動機等，它們都是依靠建立交變磁場才能進行能量的轉換和傳遞。為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率稱為無功功率，因此，所謂的"無功"并不是"無用"的電功率，只不過它的功率并不轉化為機械能、熱能而已；因此在供用電系統(tǒng)中除了需要有功電源外，還需要無功電源，兩者缺一不可。在電力網(wǎng)的運行中，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。這樣電路中的無功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。3.1異步電動機及變壓器的負載情況

17、大量的電感性設備，如異步電動機、感應電爐、交流電焊機等設備是無功功率的主要消耗者。異步電動機的定子與轉子間的氣隙是決定異步電動機需要較多無功的主要因素。據(jù)有關的統(tǒng)計，在工礦企業(yè)所消耗的全部無功功率中，異步電動機的無功消耗占了6070；而在異步電動機空載時所消耗的無功又占到電動機總無功消耗的6070。所以要改善異步電動機的功率因數(shù)就要防止電動機的空載運行并盡可能提高負載率。異步電動機的功率因數(shù)與負載密不可分，在額定負載時功率因數(shù)在0.8以上，而在空載時功率因數(shù)僅為。電動機負載率與功率因數(shù)的關系見下表3.1。表 3.1 負載率與功率因數(shù)的關系負載率00.250.50.7510.20.50.770.

18、850.88變壓器消耗的無功功率約為其額定容量的10%15%,空載時的無功功率約為滿載時的1/3。因此，要提高功率因數(shù)就要盡量避免電動機與變壓器的空載或輕載運行3。3.2供電電壓供電電壓超出規(guī)定范圍也會對功率因數(shù)造成很大的影響。當供電電壓高于額定值的10%時，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，據(jù)有關資料統(tǒng)計，當供電電壓為額定值的110%時，一般工廠的無功將增加35%左右。當供電電壓低于額定值時，無功功率也相應減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會影響電氣設備的正常工作。所以，應當采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。3.3變壓器的選擇變壓器消耗的無功功率一般約為其額定容

19、量的1015，它的空載無功功率約為滿載時的1/3。因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應空載運行或長期處于低負載運行狀態(tài)4。3.4電網(wǎng)頻率的波動電網(wǎng)頻率的波動也會對異步電機和變壓器的磁化無功功率造成一定的影響。以上論述了影響電力系統(tǒng)功率因數(shù)的一些主要因素，因此必須要尋求一些行之有效的、能夠使低壓電力網(wǎng)功率因數(shù)提高的一些實用方法，使低壓網(wǎng)能夠實現(xiàn)無功的就地平衡，達到降損節(jié)能的效果。第4章 提高功率因數(shù)的方法在現(xiàn)今可用資源接近匱乏的情況下，除了盡快開發(fā)新能源外，更好利用現(xiàn)有資源是我們解決燃眉之急的辦法之一。而對于目前人類所大量使用和無比依賴的電能使用，提高功率因數(shù)有很大實際意義。提高功

20、率因數(shù)可分為提高自然功率因數(shù)和采用人工補償兩種方法：4.1提高自然功率因數(shù)提高自然功率因數(shù)，就是不添置任何補償裝置，采取措施來減少供電系統(tǒng)中無功功率的需要量。它不需增加投資，是最經(jīng)濟的提高功率因數(shù)的方法。在不進行任何人工補償之前，首先從提高自然功率因數(shù)著手，能收到既節(jié)電又減少開支的效果。其主要有：4.1.1 合理選用感應電動機感應電動機消耗的無功功率約占電力系統(tǒng)全部無功功率的60%，感應電動機的功率因數(shù)在額定功率附近最大，選擇電動機時，應盡量使電動機滿載運行，運行電動機的負荷一般要求達到額定容量的70%以上運行才是經(jīng)濟的5。對于負荷率小于40的電動機，無需進行技術經(jīng)濟比較，直接更換合適的小容量

21、電動機，或定子繞組由形改接成Y形運行即可。4.1.2 合理選擇電力變壓器的容量電力變壓器消耗的無功功率約占電力系統(tǒng)全部無功功率的20%，變壓器的功率因數(shù)隨著其負荷系數(shù)變化而改變6。負荷率較小時，隨著負荷率的增加，變壓器的功率因數(shù)逐步增加，當變壓器負荷率大于0.6后，再增加負荷率，變壓器功率因數(shù)變化不大，所以變壓器運行應使負荷率保持在0.6以上。如果變壓器的負荷率長時間0.3，應考慮更換小容量變壓器，或切除變壓器。4.1.3 減少電動機的空載或輕載運行電動機空載或輕載時，功率因數(shù)低，在實際生產(chǎn)過程中，通過合理安排生產(chǎn)，調整工藝，如在機加工企業(yè)中，工件體積大，應在大的機床加工；機床空轉持續(xù)時間較長

22、時，應使空載電動機停下來，以減少電動機的無功損耗，從而提高功率因數(shù)。4.1.4 提高異步電動機的檢修質量感應電動機的修理質量，對電網(wǎng)自然功率影響很大。修理電動機時，應按照電動機額定數(shù)據(jù)進行，因為異步電動機定子繞組匝數(shù)變動和電動機定、轉子間的氣隙變動對異步電動機無功功率的大小有很大的影響。4.1.5 采用同步電動機對于容量較大，不需要調節(jié)轉速的設備，可以采用同步電動機作為動力，并且使同步電動機工作于過勵狀態(tài)，使其呈現(xiàn)容性，吸收電網(wǎng)超前的容性電流，補償電網(wǎng)的無功功率，從而提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。如工廠的大型空氣壓縮機，可以采用大功率同步電動機拖動空氣壓縮機同步電動機的額定功率因數(shù)一般為10.8(超前)

23、7。4.2 功率因數(shù)的人工補償4.2.1 并聯(lián)電容器1、并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)的原理一般多采用電力電容器補償無功功率，即：在感性負載上并聯(lián)電容器。以下為理論解釋：在感性負載上并聯(lián)電容器的方法可用電容器的無功功率來補償感性負載的無功功率，從而減少甚至消除感性負載于電源之間原有的能量交換。在交流電路中，純電阻電路，負載中的電流與電壓同相位，純電感負載中的電流滯后于電壓，而純電容的電流則超前電壓，電容中的電流與電感中的電流相差，能相互抵消8。電力系統(tǒng)中的負載大部分是感性的，因此總電流將滯后電壓一個角度，如圖4.1所示，將并聯(lián)電容器與負載并聯(lián)，則電容器的電流將抵消一部分電感電流，從而使總電流減小，功率

24、因數(shù)將提高。對于要求使用恒速大功率動力設備的用戶，如大型鋼廠等，通常采用在電感性負載的兩端并聯(lián)電容器(設置在用戶或變電所內)的方法對無功功率進行補償。電路如圖4.1(a)所示。 （a）電路圖 （b）向量圖 圖4.1 并聯(lián)電容提高功率因數(shù)設感性負載的端電壓為，在未并聯(lián)電容器時，感性負載中的電流為 (4-1)功率因數(shù)為 (4-2)當并聯(lián)上電容C后，和電壓及感性負載的參數(shù)均未改變，但是電壓與線路總電流的相位差減小到。因為 (4-3)故，相量圖如圖圖4.l(b)所示。由相量圖可見，只要，就有，因而9。同時，線路電流由原來的減小到。這時部分能量互換發(fā)生在感性負載與電容器之間，因而使電源設備的容量得到充分

25、的利用，也降低了線路上的損耗和壓降。2、并聯(lián)電容器的補償方法（1）就地補償 即把無功補償器直接接在異步電動機旁或進線端子上。這種補償方法相當于把無功電源直接搬移到異步電動機旁，使異步電動機所需要的大部分無功功率由無功就地補償器供給，無功功率僅在異步電動機和并聯(lián)電容器之間流動。從而消除了無功電流在高、低壓線路上的流動，減少線路負荷和損耗。優(yōu)點：補償效果好。缺點：電容器利用率低。（2）分組補償 即將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所各分路出線上，它可與工廠部分負荷的變動同時投入或切除，也就是在實際中將電容器分別安裝在各車間配電盤的母線E10。優(yōu)點:電容器利用率較高且補償效果也較理想(比較折中)。

26、 （3）集中補償 即在高、低壓配電所內設置若干組電容器組，電容器接在配電母線上，補償該配電所供電范圍內的無功功率，并使總功率因數(shù)達到所規(guī)定的值以上。如果電容器組容量較大，可采用電容器柜，如果企業(yè)配電容量大，需大量采用電容器進行無功補償，則另外建造電容器室11。優(yōu)點：電容器利用率高，能減少電網(wǎng)和用戶變壓器及供電線路的無功負荷。缺點：不能減少用戶內部配電網(wǎng)絡的無功負荷。4.2.2 并聯(lián)電容器的實驗過程1、家用電冰箱壓縮機中的電動機(功率為110W)功率因數(shù)的測定實驗工具：家用電冰箱壓縮機中的電動機(功率為110W)、不同數(shù)值的電容器、功率因數(shù)表、導線、膠布。實驗過程:將電動機輸出端接入功率因數(shù)表的

27、*U端和*I端，后將電動機接入220V電壓，在確認電動機在安全正常工作狀態(tài)下讀取功率因數(shù)表數(shù)據(jù)；切斷電源，在功率因數(shù)表Uo端和Io端并入4uF電容，接入電源，讀取數(shù)值；選取不同阻值的電容重復上述步驟。實驗數(shù)據(jù)：表4.1 家用電冰箱電動機并聯(lián)電容器功率因數(shù)C（uF）048 0.700.830.982、洗衣機電動機(功率為120W)功率因數(shù)的測定實驗工具：洗衣機電動機(功率為120W)、不同數(shù)值的電容器、功率因數(shù)表、導線、膠布。實驗過程:將電動機輸出端接入功率因數(shù)表的*U端和*I端，后將電動機接入220V電壓，在確認電動機在安全正常工作狀態(tài)下讀取功率因數(shù)表數(shù)據(jù)；切斷電源，在功率因數(shù)表Uo端和Io端

28、并入1uF電容，接入電源，讀取數(shù)值；選取不同阻值的電容重復上述步驟。實驗數(shù)據(jù)：表4.2 洗衣機電動機并聯(lián)電容器功率因數(shù)C（uF）01234 0.890.940.970.9914.2.3 實驗結果分析由以上兩個實驗數(shù)據(jù)分析可知，電冰箱中壓縮電動機初始功率因數(shù)低于洗衣機中電動機功率因數(shù)，當并聯(lián)電容器使功率因數(shù)都達到1時，電冰箱中壓縮電動機功率因數(shù)提高了30%，而洗衣機中電動機只提高了10%左右，由此可得，當電動機初始功率因數(shù)較高時，并聯(lián)電容器后功率因數(shù)提高的空間不大，相反，初始功率因數(shù)較低時功率因數(shù)提高的必要性就越大?？梢钥吹?，用并聯(lián)電容法提高低功率因數(shù)時，方法簡單、方便快捷，最主要是補償效果明顯

29、，從而提高了對電能的利用率。電容器電容值的確定：在未并聯(lián)電容器時，電路的無功功率為： (4-4)并聯(lián)電容器后，電路的無功功率為： (4-5)將功率因數(shù)由，提高到，電容器需要的無功功率為： (4-6)又因 (4-7)所以 (4-8)這就是所需電容值的計算公式。4.2.4同步調相機同步調相機是最早采用的一種無功補償裝置。它的無功出力連續(xù)可調，可精確控制正常運行電壓，穩(wěn)態(tài)時它的最大出力為其頗定值，而吸收無功的能力約為額定容量的50%。當系統(tǒng)故障電壓下降時，它能快速調節(jié)勵磁，維持或提高本身的無功出力，給系統(tǒng)提供電壓支持以改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在HVDC系統(tǒng)受端交流系統(tǒng)短路容量不足時，安裝調相機可以提高受端

30、的短路比，從而降低工頻動態(tài)過程電壓，并防止電壓失穩(wěn)，調相機是一種動態(tài)無功補償裝置12。從電機原理來講，調相機是空載運行的同步電動機，它的轉子也和同步電動機一樣，都是做成凸極式的。它的轉速不高，一般為7501000r/min。由于同步調相機不拖動如何機械負載，所以它的軸要較同容量的同步電動機細小，它的空氣間隙也比同步電動機要小。改變同步電動機勵磁電流的大小，可以控制它從電網(wǎng)中吸收無功功率或者是輸出無功功率。根據(jù)這個原理，專門制造一種不帶任何機械負載、只是向電網(wǎng)輸出無功功率的同步電動機，這種同步電動機就是調相機。調相機可以在欠勵磁狀態(tài)下運行，吸收電網(wǎng)的無功功率，這種運行方式稱為“進相運行”。進相運

31、行在某些運行方式下是必需的，因為它可以解決由于無功功率過剩而引起的一系列問題。4.2.5 靜止補償器（SVC）靜止補償器是一種利用電容器和各種類型的電抗器，進行無功靜止補償?shù)难b置，它可向電網(wǎng)提供可變動的容性和感性無功功率。靜止無功補償裝置（簡稱SVC）是指凡是能夠以無機械傳動部件而達到提供無功出力的裝置。它是由靜電電容器和晶閘管等部件組合而成的13。目前，世界各工業(yè)發(fā)達國家所制造并已投入運行的靜止無功功率裝置的類型很多的，從無功電源供應情況來看，則可以分成固定電容性；固定電感性；可變電容性；可變電感性；固定電容性加可變電感性。在實際應用中較普遍的是采用固定電容性加可變電感性的，也就說一組或幾組

32、容量較大的固定電容性加上一臺容量相對略小的可變電感性構成一套SVC可變無功電源裝置。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，電力網(wǎng)中出現(xiàn)了沖擊性有功負荷，這些沖擊性有功功率帶來了沖擊性無功功率。例如在電弧爐中，當金屬熔化期間，電弧爐需要的無功功率是急劇地變化的，為此要求監(jiān)測其所需無功功率并采用SVC，使它發(fā)出急劇變化的等量電容性無功出力，使其平衡以保持電弧爐持續(xù)在高功率因數(shù)狀態(tài)下運行。目前，廣泛采用的靜止補償裝置多為并聯(lián)電容器補償裝置。并聯(lián)電容器補償裝置有如下特點：1、沒有機械旋轉運動，無磨損、噪音小、維修簡便，運行經(jīng)濟。2、本身的功率損耗小，約為它所提供無功功率的0.30.4。3、所需投資少。4、并聯(lián)電容器補償

33、裝置既能集中，又能分散，組合靈活方便。5、采用自動控制，實現(xiàn)自動投切，從而能無級平滑地調節(jié)輸出的電感性或電容性無功功率，且進一步減少了電容器組對網(wǎng)絡的損耗?？?結本論文主要從異步電動機及變壓器的負載情況、供電電壓、變壓器的選擇、電網(wǎng)頻率的波動四方面討論了影響功率因數(shù)的主要因素，并在此基礎上著重研究和分析了提高自然功率因數(shù)的方法和提高功率因數(shù)的人工補償方法，對電動機的功率因數(shù)采用人工補償法中的并聯(lián)電容法進行了不同的實驗研究，成功測得了相應的實驗數(shù)據(jù)，說明了并聯(lián)電容器對于初始功率因數(shù)較低的設備容器具有明顯的補償效果，同時提高功率因數(shù)對電動機的工作效率及電能的利用率具有重要意義。綜本論文所述，提高功率因數(shù)必然對國家能源的利用、企業(yè)的經(jīng)濟效益起到促進作用，是保證各企業(yè)工廠電動機及其電力系統(tǒng)正常、安全及高