《功率因數(shù)提高方法研究（論文）》10000字

PAGE11影響功率因數(shù)的因素和提高方法目錄756前言 115561功率因數(shù)的相關(guān)定義 2121212提高功率因數(shù)的必要性 5185122.1提高設(shè)備利用率 5309842.2降低輸電線路上的能量損耗 515902.3提高功率因數(shù)可以改善供電質(zhì)量 525922.4提高功率因數(shù)可減少船舶電費(fèi)支出 581133影響功率因數(shù)的主要因素 6204793.1電力變壓器和異步電動(dòng)機(jī)是耗用無(wú)功功率的主要設(shè)備 6115933.2供電電壓超出規(guī)定范圍對(duì)功率因數(shù)造成的影響 6182364提高功率因數(shù)的主要方法 7119304.1安裝補(bǔ)償設(shè)備 7145384.2創(chuàng)新電力設(shè)備功率因數(shù)工作保護(hù)方法 10311154.2.1異步電動(dòng)機(jī) 10309174.2.2變壓器 11226104.2.3輸電線路 11319814.3提升電力設(shè)備功率因數(shù)工作水平 11298294.4合理調(diào)試電氣設(shè)備 1240794.1同步發(fā)電機(jī) 12245234.2電力系統(tǒng)的電壓管理 13204474.3中樞點(diǎn)的電壓管理 1420193結(jié)論 17537參考文獻(xiàn) 19前言在電工類書籍中提到的功率因數(shù)是指電路的實(shí)際輸出與電路使用的輸出之比。在實(shí)踐中，這些裝置使用大量的感性負(fù)載，如異步電機(jī)、變壓器、電焊機(jī)、各種低壓裝置和人類生活中廣泛使用的熒光燈。這些負(fù)載不僅需要在使用過(guò)程中吸收電源，還需要發(fā)電力設(shè)備輸送大量的發(fā)光功率，這導(dǎo)致發(fā)電力設(shè)備降低其功率因數(shù)。提高功率因數(shù)可以改善發(fā)電和供電系統(tǒng)，減少電站的電壓損失和波動(dòng)，降低發(fā)光強(qiáng)度。本篇論文通過(guò)對(duì)功率因素的研究與探索，描述了功率因數(shù)過(guò)低對(duì)電力設(shè)備系統(tǒng)的不利表現(xiàn)及對(duì)電能的巨大損耗。并指出導(dǎo)致功率因數(shù)過(guò)低的種種原因及相應(yīng)的提高功率因素的眾多方法。當(dāng)今社會(huì)，功率因數(shù)水平是衡量設(shè)備經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)。其不僅可以增加有功生產(chǎn)能力并充分利用它，還可以減少功率損耗和電能損耗，減少電能損耗和線路波動(dòng)，這也提高了電站和配電設(shè)備的供電能力和電壓質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能和電源質(zhì)量。提高功率因數(shù)，還可以對(duì)電力設(shè)備端帶來(lái)很多好處：①提高功率因數(shù)，降低總線路功率和電源電氣元件，如變壓器、電氣設(shè)備、布線等。產(chǎn)能、投資成本會(huì)降低，也是自有電。②確保高功率因數(shù)值，降低電源電壓損耗，穩(wěn)定負(fù)載電壓，提高電能質(zhì)量。③可以增加系統(tǒng)的裕度，挖掘發(fā)電設(shè)備的潛力。如果系統(tǒng)功率系數(shù)較低，在現(xiàn)有設(shè)備容量不變的情況下，安裝電容器后，功率系數(shù)可能會(huì)提高，負(fù)載容量可能會(huì)增加。

1功率因數(shù)的相關(guān)定義效率因子是指交流電壓和電流之間的某一相位差。它通常用符號(hào)“p”來(lái)表示。一個(gè)循序漸進(jìn)的建議叫做效率。數(shù)學(xué)條款是cosqp，它是效率因子，實(shí)際上是活動(dòng)因子與視在功率(直流電壓和電流輸入)的比率。數(shù)學(xué)條款為cosq=P/S，在電力系統(tǒng)中，功率因數(shù)是不可或缺的指標(biāo)信息，也是衡量同類電氣裝置整體效率的重要依據(jù)。如果電氣系統(tǒng)的功率系數(shù)較低，則表明電路發(fā)光強(qiáng)度過(guò)高，電氣設(shè)備的使用程度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。功率因數(shù)低的主要原因是電氣系統(tǒng)不可避免地存在一些感性負(fù)載。我們希望功率因數(shù)越高越好。如果能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)，大部分視在電路功率將用于饋送有功功率，以降低功耗。在電力系統(tǒng)中，人們呼吁出現(xiàn)大面積、高電壓因擾動(dòng)、負(fù)荷增加或系統(tǒng)變化而持續(xù)下降，用戶和自動(dòng)控制系統(tǒng)無(wú)法控制電壓崩潰造成的電壓損失的情況。這種電壓損失可能只持續(xù)幾秒鐘，也可能高達(dá)10到20毫米，甚至更長(zhǎng)。電壓崩潰是電壓不穩(wěn)定最明顯的特征，并導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。在無(wú)功率非常不足和低電壓水平的系統(tǒng)中，電壓會(huì)崩潰。簡(jiǎn)而言之，這是由于系統(tǒng)的輝煌和電壓破壞之間的相互作用，這種相互作用正在加劇并形成惡性循環(huán)。下面是6-6。（a）（b）（c）圖6-6電壓崩潰的現(xiàn)象和原因如圖6-6(a)所示，圖6-6(a)所示為點(diǎn)1系統(tǒng)無(wú)功電源突然拔出，從點(diǎn)2開始的電壓崩潰，點(diǎn)3系統(tǒng)已經(jīng)崩潰。圖6-6(b)為負(fù)載緩慢增加引起的電壓崩潰曲線。坍塌開始于點(diǎn)1，導(dǎo)致系統(tǒng)異步振動(dòng)在點(diǎn)2處下降。圖6-6(c)該曲線是覆蓋高壓系統(tǒng)電源的負(fù)載無(wú)功電壓的靜態(tài)特性曲線。該曲線是供電線路系統(tǒng)相應(yīng)發(fā)電機(jī)無(wú)功電壓的靜態(tài)特性曲線。兩條曲線相交于A點(diǎn)和B點(diǎn)，均為無(wú)功均衡點(diǎn)，但電壓波動(dòng)時(shí)情況不同。系統(tǒng)運(yùn)行在一個(gè)點(diǎn),當(dāng)電壓小,總負(fù)載吸收的發(fā)光強(qiáng)度大于相應(yīng)發(fā)電機(jī)的發(fā)光強(qiáng)度，因此,母線的電壓(系統(tǒng))的中心點(diǎn)在無(wú)功功率的差距,促使發(fā)電機(jī)提供更多的活性中心,然后在傳輸網(wǎng)上有較大的電壓降，使中心電壓損失恢復(fù)原始電壓。當(dāng)中心點(diǎn)電壓稍有下降時(shí)，則相反，但也會(huì)使電壓上升到原來(lái)，所以A點(diǎn)是穩(wěn)定的，具有抵抗電壓波動(dòng)的能力。當(dāng)系統(tǒng)在B點(diǎn)下運(yùn)行時(shí)，情況就不同了。當(dāng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致低電壓上升時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度超過(guò)需求，導(dǎo)致中壓上升。隨著循環(huán)的繼續(xù)，電壓上升，直到穩(wěn)定，即使用點(diǎn)滑動(dòng)到該點(diǎn)。因此，效率造成了惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致電壓急劇下降，即“電壓崩潰”的發(fā)生。從上面的分析可以看出，B點(diǎn)是不穩(wěn)定的。事實(shí)上，在A點(diǎn)運(yùn)行的電力系統(tǒng)是危險(xiǎn)的，如果由于A的干擾，電壓下降到這個(gè)水平以下，并且A電壓很可能崩潰。這是球道中心電壓的最小允許值，稱為臨界電壓，是系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的極限。圖6-6中，C點(diǎn)位于曲線最高點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)電壓崩潰時(shí)，大量發(fā)動(dòng)機(jī)減速甚至停機(jī)，當(dāng)大量負(fù)荷傾瀉而下時(shí)，每臺(tái)發(fā)電機(jī)的有功功率也變化很大，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)停止同步，系統(tǒng)崩潰。因此，適當(dāng)提高電力設(shè)備效率系數(shù)，不僅可以充分發(fā)揮發(fā)電和供電設(shè)備的生產(chǎn)能力，減少線路損耗，提高電壓質(zhì)量，還可以提高電力設(shè)備的工作效率，節(jié)約電能本身。因此，在電氣設(shè)備中，低壓加熱能夠有效的地方，不僅可以降低補(bǔ)償上級(jí)電力設(shè)備的壓力，提高電力設(shè)備的功率因數(shù)，還可以有效降低電力損失，降低電氣設(shè)備的用電成本。2提高功率因數(shù)的必要性2.1提高設(shè)備利用率電流I=P/UCOS可以從有功功率計(jì)算方法中導(dǎo)出。當(dāng)U和P不變時(shí)，流量I與COS4成反比。這意味著當(dāng)電源產(chǎn)生相同的有功功率時(shí)，功率因數(shù)越低，功率就流過(guò)變速器。關(guān)于發(fā)電力設(shè)備，功率因數(shù)的提高也有一個(gè)問(wèn)題，即充分利用供電設(shè)施，提高設(shè)備利用率，節(jié)省投資。例如，當(dāng)特定電源P為10OkW，cos為0，5時(shí)，電源容量為200kVA，如果cos值增加到1，則僅10OkVA的電源就足夠了，可以相應(yīng)地減少線路的截面積和其他配電設(shè)備的容量。由此可見(jiàn)，提高功率因數(shù)還可以節(jié)省電氣設(shè)備投資，降低成本。2.2降低輸電線路上的能量損耗降低電網(wǎng)電壓損失和功率損失，減小導(dǎo)線直徑以節(jié)省有色金屬，降低標(biāo)稱斷路器容量并節(jié)省投資。超能力補(bǔ)償原則一般是穩(wěn)定主動(dòng)效率原則。通過(guò)補(bǔ)償容量無(wú)功流，在相同的電壓下，感應(yīng)發(fā)光流和容量無(wú)功流被反轉(zhuǎn)，以減少線路的無(wú)功流，并且最終可以減少線路的總流量，故而可以達(dá)到上述效果。2.3提高功率因數(shù)可以改善供電質(zhì)量線路上發(fā)送的有功功率為P=UICOS。如果要求有功系數(shù)P隨電壓U恒定，則電流與功率系數(shù)COS成反比。功率因數(shù)越低，線路上的發(fā)光強(qiáng)度越大，因此通過(guò)I線的功率越大。2.4提高功率因數(shù)可減少船舶電費(fèi)支出可以降低公司的生產(chǎn)成本和電力成本。由于供電段一般采用提高電價(jià)的方法來(lái)促進(jìn)自身的功率因數(shù)，COS越低，電價(jià)越高，這就迫使公司通過(guò)增加設(shè)備投資和采取必要的技術(shù)措施來(lái)提高COS。3影響功率因數(shù)的主要因素3.1電力變壓器和異步電動(dòng)機(jī)是耗用無(wú)功功率的主要設(shè)備異步發(fā)動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙是決定異步發(fā)動(dòng)機(jī)需要更大無(wú)功功率的主要因素。異步發(fā)動(dòng)機(jī)吸收的無(wú)功功率由空載時(shí)的發(fā)光功率和特定負(fù)載時(shí)的附加值組成。為了提高異步引擎的效率，有必要防止引擎運(yùn)行，并盡可能地增加負(fù)載。變壓器吸收的光功率的主要成分是鐵損，即不受影響的發(fā)光強(qiáng)度，與負(fù)載系數(shù)無(wú)關(guān)。因此，為了改善電氣系統(tǒng)和公司功率因數(shù)，轉(zhuǎn)換器不應(yīng)長(zhǎng)期閑置或在低負(fù)載下運(yùn)行。3.2供電電壓超出規(guī)定范圍對(duì)功率因數(shù)造成的影響當(dāng)輸入電壓超過(guò)標(biāo)稱值的百分之十時(shí)，由于磁路飽和，發(fā)光強(qiáng)度迅速增加。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)輸入電壓為標(biāo)稱值的110%時(shí)，整體功率輸出增加約35%。當(dāng)輸入電壓低于標(biāo)稱值時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)降低，從而提高它們的功率因數(shù)。然而，輸入電壓的降低會(huì)影響正常的電氣設(shè)備。因此，必須采取措施保持供電電壓盡可能穩(wěn)定。4提高功率因數(shù)的主要方法4.1安裝補(bǔ)償設(shè)備通過(guò)安裝補(bǔ)償裝置來(lái)提高功率因數(shù)，并聯(lián)電容器冷凝器，即并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償器，最常用于高能耗電源或供電設(shè)備。替代電容器可通過(guò)以下方式進(jìn)行補(bǔ)償:個(gè)人補(bǔ)償。換句話說(shuō)，電容器直接安裝在電氣設(shè)備附近。團(tuán)體補(bǔ)償。這意味著電容器安裝在每個(gè)車間的供電線上，具有較低的功率因數(shù)，并且補(bǔ)償是分布式的。集中補(bǔ)償。將電容器集中安裝(6到10千伏)在整個(gè)軌道上，處于降級(jí)電氣位置，以補(bǔ)償整個(gè)公司。理論上，在電氣設(shè)備附近安裝并聯(lián)電容器，并對(duì)發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)償，可以減少對(duì)電源和變壓器現(xiàn)場(chǎng)功率的負(fù)荷，減少線路和變壓器活動(dòng)的損耗，補(bǔ)償范圍最高，經(jīng)濟(jì)影響最大。但是這種安裝壓縮的方法需要大量的設(shè)備投資，而且在電氣設(shè)備停止工作時(shí)，電容器也要拆除，所以使用起來(lái)成本不高。因此，個(gè)別補(bǔ)償只適用于個(gè)別補(bǔ)償能力高的電氣設(shè)備，如大型感應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)和高頻感應(yīng)爐。在實(shí)踐中，高電壓補(bǔ)償常用于需要高強(qiáng)度補(bǔ)償能力的公司。對(duì)于節(jié)能，高壓集中補(bǔ)償最差，補(bǔ)償面積小，但便于集中管理。一般來(lái)說(shuō)，低壓集中補(bǔ)償用于電力負(fù)荷分散、補(bǔ)償能力低的電力設(shè)備。低壓加熱器可選擇成套的電容電纜，可集中安裝在電站低壓電網(wǎng)配電室，與低壓電網(wǎng)配電屏并聯(lián)安裝，便于操作和維護(hù)。這種方法的補(bǔ)償范圍和經(jīng)濟(jì)影響介于高壓集中薪酬和個(gè)人薪酬之間，因此被廣泛應(yīng)用于中小型企業(yè)。除了并聯(lián)電容器，人工補(bǔ)償技術(shù)還在力場(chǎng)中使用同步調(diào)整相機(jī)。由于同步相機(jī)投資高，活動(dòng)損耗高(比電容器高5-10倍)，操作、維護(hù)和管理相對(duì)復(fù)雜，公司很少使用。然而，力裝置中使用的繞線異步電機(jī)可以同步運(yùn)行(即繞線異步發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子線圈同步運(yùn)行的平衡電流)，提高了功率因數(shù)。1)靜電電容補(bǔ)償。如果一系列電容器與電感負(fù)載耦合在一起，則電容器所需的無(wú)功功率是主導(dǎo)(正)功率。如果電容器C選擇正確的一個(gè)并設(shè)置QC+QL=0。目前公司不需要從電源取電，功率因數(shù)為1達(dá)到最優(yōu)值。2）動(dòng)態(tài)功率補(bǔ)償。動(dòng)態(tài)熒光補(bǔ)償一般適用于用電量高、生產(chǎn)過(guò)程中負(fù)荷變化快、影響重復(fù)性大的大型鋼鐵公司。對(duì)于這種類型的動(dòng)態(tài)燈具，通常具有高波動(dòng)和振幅，調(diào)節(jié)攝像機(jī)或固定電容器的補(bǔ)償遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能令人滿意。目前常用的新型動(dòng)態(tài)熒光補(bǔ)償裝置是低壓補(bǔ)償法。為了實(shí)施低壓個(gè)體補(bǔ)償方法，必須考慮個(gè)體電氣設(shè)備的發(fā)光強(qiáng)度需求，并且低壓電容器的數(shù)量由實(shí)際需求決定。在轉(zhuǎn)向設(shè)備的支持下，發(fā)動(dòng)機(jī)可以打開/關(guān)閉。這種光功率補(bǔ)償方法適用于大容量、不間斷運(yùn)行的設(shè)備，如工業(yè)企業(yè)中的大型發(fā)動(dòng)機(jī)。低壓?jiǎn)为?dú)補(bǔ)償法具有成本低、占地面積小、安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。如果電氣設(shè)備停止工作，對(duì)發(fā)光功率的補(bǔ)償立即停止，發(fā)光功率不可逆。集中式低壓補(bǔ)償方法也是可用的。集中式低壓補(bǔ)償方法的實(shí)施需要一定數(shù)量的低壓電容器用于轉(zhuǎn)換器的低壓電壓。上述實(shí)際負(fù)載變化會(huì)影響電容連接的控制。一般來(lái)說(shuō)，電容耦合過(guò)程是無(wú)法調(diào)整的。低壓集中補(bǔ)償方式接線方便，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，易于維護(hù)。此外，由于這種方法更經(jīng)濟(jì)，這種方法的使用范圍非常廣泛。實(shí)施高壓集中補(bǔ)償方法需要高壓架空中的并聯(lián)電容器組來(lái)補(bǔ)償發(fā)光強(qiáng)度。這種方法適用于遠(yuǎn)離用戶的電站。熒光補(bǔ)償器應(yīng)連接到用戶側(cè)的實(shí)際負(fù)載，并應(yīng)自動(dòng)打開和關(guān)閉。這達(dá)到了提高功率因數(shù)、節(jié)約用戶電費(fèi)的最終目的。高壓集中補(bǔ)償法維護(hù)簡(jiǎn)單，效率明顯。功率平衡是確保電壓質(zhì)量必不可少的電氣系統(tǒng)。輸入和功率的合理分配對(duì)電力系統(tǒng)至關(guān)重要。充分利用電源提高電壓，改善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，減少有功功率損耗。電網(wǎng)上的無(wú)功功率傳輸會(huì)導(dǎo)致有功功率損失。最佳控制發(fā)光功率的目標(biāo)是控制光源的分布，并使有功功率的凈損耗最小化。電網(wǎng)上有功功率的損失可以表示為所有節(jié)點(diǎn)上的輸入功率：式中：為發(fā)電機(jī)供應(yīng)的無(wú)功功率，為發(fā)電機(jī)組數(shù)量；為電力網(wǎng)中的無(wú)功負(fù)荷，為負(fù)荷數(shù)量；是電力網(wǎng)中的無(wú)功功率損耗。應(yīng)用拉格朗日乘數(shù)法，構(gòu)造拉格朗日函數(shù)：將分別對(duì)和取偏導(dǎo)數(shù)并令其等于零，有：于是可以得到無(wú)功功率電源最優(yōu)控制的條件為：式中：為網(wǎng)絡(luò)中有功功率損耗對(duì)于第個(gè)無(wú)功功率電源的微增率，為無(wú)功功率網(wǎng)損對(duì)于第，個(gè)無(wú)功功率電源的微增率。上式的含義是:使有功網(wǎng)損最小的條件是各節(jié)點(diǎn)無(wú)功網(wǎng)損的微增長(zhǎng)率相等。在無(wú)功電源充足且分配合理的情況下，無(wú)功電源的最優(yōu)控制方法如下:上述公式的重要性如下:為了最小化無(wú)功功率的損耗，需要每個(gè)節(jié)點(diǎn)損耗的微網(wǎng)速率。在發(fā)光強(qiáng)度足夠且分布合理的情況下，發(fā)光強(qiáng)度的最優(yōu)控制方法為:首先，根據(jù)有功負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配計(jì)算功率分配。其次，利用上述結(jié)果可以計(jì)算出無(wú)功功率源的值。如果有效率點(diǎn)，這意味著增加電源的發(fā)光強(qiáng)度可以減少有功網(wǎng)損；如果這意味著增加電源的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)導(dǎo)致有功電網(wǎng)停電增加。因此，為了減少電網(wǎng)損耗，每個(gè)功率節(jié)點(diǎn)都應(yīng)該增加發(fā)光強(qiáng)度。電源節(jié)點(diǎn)應(yīng)降低發(fā)光輸出，應(yīng)該按照這個(gè)原則來(lái)控制。設(shè)置最小光源時(shí)，應(yīng)增加發(fā)光強(qiáng)度，降低最大功率。調(diào)整后，應(yīng)重新計(jì)算功率分配。配電場(chǎng)重新運(yùn)行后，可以計(jì)算有功網(wǎng)損。節(jié)點(diǎn)的電壓和功率角是已知的，出發(fā)是有效的，需要確定發(fā)光強(qiáng)度。因此，如果發(fā)光強(qiáng)度被饋送和控制，平衡機(jī)的啟動(dòng)功率可能會(huì)繼續(xù)下降，因此這種控制應(yīng)該繼續(xù)，直到穩(wěn)定器不能降低其初始功率。上述功率調(diào)節(jié)的原理也可以應(yīng)用于無(wú)功補(bǔ)償裝置的組成，不同之處在于無(wú)功電源的當(dāng)前分配不必花費(fèi)成本，而無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的組成需要額外的成本。目標(biāo)應(yīng)該是通過(guò)提高主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)效率和增加設(shè)備投資來(lái)優(yōu)化整體經(jīng)濟(jì)效益。將無(wú)功功率補(bǔ)償裝置安裝到特定電氣系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的條件是:一旦安裝了替代裝置，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的有功損耗成本應(yīng)高于投資成本。用數(shù)學(xué)表達(dá)式可以表示為：式中：為設(shè)置了補(bǔ)償設(shè)備而節(jié)約的網(wǎng)絡(luò)有功功率損耗的費(fèi)用，為設(shè)置補(bǔ)償設(shè)備。而需要投資的費(fèi)用。所以，確定節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)補(bǔ)償容量的條件是：設(shè)置補(bǔ)償設(shè)備而節(jié)約的費(fèi)用就是因設(shè)置補(bǔ)償設(shè)備每年可減少的有功功率損耗費(fèi)用，其值為：式中：用為單位電能損耗價(jià)格，元/（kvar?h）；，分別為設(shè)置補(bǔ)償裝置前后電力網(wǎng)最大負(fù)荷下的有功功率損耗，kvar；為電力網(wǎng)最大負(fù)荷損耗小時(shí)數(shù)，h。為了設(shè)置替換設(shè)備，投資成本由兩部分組成:一部分是替換設(shè)備的折舊和維護(hù)成本，另一部分是替換設(shè)備的補(bǔ)償，其價(jià)值與替換設(shè)備投資成比例：式中：、分別為折舊維修率和投資回收率，Kc為單位容量補(bǔ)償設(shè)備投資，元/kvar。4.2創(chuàng)新電力設(shè)備功率因數(shù)工作保護(hù)方法電力設(shè)備效率因子的總體設(shè)計(jì)方法是否科學(xué)正確，直接影響到整個(gè)電氣設(shè)備的安全性。未能為電力設(shè)備建立科學(xué)合理的性能因素安全計(jì)劃將導(dǎo)致我國(guó)變速器控制水平較低。因此，電力設(shè)備性能管理人員應(yīng)明確職責(zé)，正確合理地使用不同的功率繼電器:在工作場(chǎng)所處理事故或更新電力設(shè)備性能保護(hù)程序的性能時(shí)，應(yīng)考慮安全自動(dòng)裝置之間的合作，以提高安全自動(dòng)裝置的性能。由此可見(jiàn)，電力單位需要為電力設(shè)備發(fā)明功率倍增器保護(hù)方法，做先鋒、創(chuàng)新者，與時(shí)俱進(jìn)，在實(shí)踐基礎(chǔ)上創(chuàng)新，實(shí)踐創(chuàng)新實(shí)踐，以提高我國(guó)功率倍增器保護(hù)和輸電控制。電力系統(tǒng)的發(fā)光強(qiáng)度主要用于三種類型的電氣部件:異步發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器和下面描述的輸電線路。4.2.1異步電動(dòng)機(jī)異步發(fā)動(dòng)機(jī)占電力系統(tǒng)負(fù)荷的最大份額，也是主要的無(wú)功功率的消費(fèi)者。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)充滿電時(shí)，其功率因數(shù)可能會(huì)上升到0.8，但輕載時(shí)，功率因數(shù)非常低，可能只有0，2-0，3。這時(shí)消耗的無(wú)功功率在數(shù)值上比有功功率多。異步電動(dòng)機(jī)消耗的無(wú)功功率與所受端電壓的關(guān)系，如圖6-1所示。圖6-1異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)功功率與端電壓的關(guān)系曲線圖6-1中是電動(dòng)機(jī)的受載系數(shù)，換句話說(shuō)，牽引機(jī)械載荷與其標(biāo)稱載荷之比。該圖顯示，在接近標(biāo)稱電壓時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)引擎使用的無(wú)功功率隨著耦合電壓的升高而增加和降低，當(dāng)主電壓降低到標(biāo)稱電壓的70-80%時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)引擎消耗，取而代之的是強(qiáng)大的力量。該特性對(duì)電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要影響。4.2.2變壓器變壓器的損耗功率也很顯著。當(dāng)空載電流為2.5%，短路電流為10.5%的轉(zhuǎn)換器在全標(biāo)稱負(fù)載下工作時(shí)，其無(wú)功功耗可達(dá)到標(biāo)稱容量的約13%。如果從電源到電力設(shè)備有一臺(tái)四級(jí)變壓器，這些變壓器的總無(wú)功功率消耗將達(dá)到通過(guò)視在功率的50%~60%，當(dāng)變壓器不運(yùn)行時(shí)，這一比例將更大。4.2.3輸電線路電力線上的無(wú)功功率損耗可以是正的也可以是負(fù)的。因?yàn)榫€對(duì)地電容除了會(huì)產(chǎn)生線抗所消耗的無(wú)功功率外，還會(huì)產(chǎn)生無(wú)功功率。當(dāng)線路短電壓低時(shí)，線的容量和產(chǎn)生的無(wú)功功率非常小，因此線消耗無(wú)功功率。當(dāng)線路較長(zhǎng)，電壓較高時(shí)，線路與地面之間的電容和初始發(fā)光強(qiáng)度非常高，甚至超過(guò)線路反應(yīng)性吸收的無(wú)功功率。線路就會(huì)輸出無(wú)功功率。超過(guò)35kv的風(fēng)管通常會(huì)消耗無(wú)功功率。超過(guò)110千伏的空氣管道消耗無(wú)功功率，即使傳輸功率很高。當(dāng)發(fā)射功率較低時(shí)，可成為無(wú)功電源產(chǎn)生無(wú)功功率。4.3提升電力設(shè)備功率因數(shù)工作水平人為因素是影響電力設(shè)備效率的主要因素。從電力倍增器員工開始，為他們提供必要的技術(shù)培訓(xùn)，并通過(guò)激勵(lì)政策提高建筑員工的責(zé)任心和經(jīng)理的作用。電力公司還應(yīng)定期對(duì)電力設(shè)備的有效性進(jìn)行檢查，注重持證上崗，提高電力設(shè)備效率人員的專業(yè)知識(shí)，提高電力設(shè)備效率管理水平。為了讓企業(yè)實(shí)現(xiàn)更高的功率因數(shù)，需要增加內(nèi)部管理，完善管理措施。對(duì)于一般工業(yè)企業(yè)來(lái)說(shuō)，提高自然功率系數(shù)的方法可以概括為四個(gè)部分：（1）根據(jù)規(guī)格合理使用不同的電動(dòng)機(jī)。（2）完善不同電動(dòng)機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)體系。（3）開啟同步電動(dòng)機(jī)的附加運(yùn)行條件和環(huán)境。同步發(fā)動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中，無(wú)功功耗由負(fù)載大小決定，真正欠壓模式下確定的無(wú)功功耗消耗一定的無(wú)功功率；相反，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于過(guò)度刺激狀態(tài)時(shí)，它會(huì)給出一定的無(wú)功功率。（4）選擇和使用容量合理、需要真實(shí)需求的變壓器，并對(duì)其運(yùn)行方式進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)。負(fù)載水平較低的轉(zhuǎn)換器傾向于使用改進(jìn)措施，如開關(guān)、并聯(lián)和關(guān)斷。增加變壓器的真實(shí)負(fù)載，最終提高自然功率因數(shù)。電力性能因數(shù)人員不僅要有專業(yè)素質(zhì)，還要提高自身素質(zhì)。首先，工作人員應(yīng)明確自己的職責(zé)和責(zé)任，然后為電站制定適當(dāng)?shù)墓ぷ鞅Ｗo(hù)計(jì)劃，并提高功率倍增器人員的再培訓(xùn)、專業(yè)知識(shí)和素質(zhì)，有限地參與電站行業(yè)的發(fā)展。4.4合理調(diào)試電氣設(shè)備選擇合理的電器設(shè)備，特別是電動(dòng)機(jī)時(shí)，不僅要注意其機(jī)械特性，還要注意其設(shè)計(jì)、技術(shù)數(shù)據(jù)和容量等電子指標(biāo)，使其盡可能接近滿載。為了省電和提高功率因數(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載通常必須超過(guò)標(biāo)稱容量的70%，并且該活動(dòng)是經(jīng)濟(jì)的。在“大型馬拉車”中長(zhǎng)期使用電動(dòng)機(jī)會(huì)增加功率損耗和功耗，最終導(dǎo)致負(fù)載能力降低和效率顯著降低。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于船舶發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)來(lái)說(shuō)，其無(wú)功電源將無(wú)功功率滯后地輸送到系統(tǒng)中。無(wú)功電源一般有幾種類型:一種是同步發(fā)電機(jī)與同步電機(jī)興奮地運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò);二、無(wú)功補(bǔ)償裝置，包括同步調(diào)節(jié)攝像機(jī)、并聯(lián)電容器、靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置等;三是110kV及以上電壓輸電線路的充電功率。4.1同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中唯一的有功電源，也是最基本的無(wú)功電源。其提供給電力系統(tǒng)的無(wú)功功率與同時(shí)輸出的有功功率有一定的關(guān)系，由同步發(fā)電機(jī)的P、Q曲線(也稱發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行極限)確定，如圖6-2所示。圖6-2同步發(fā)電機(jī)的PQ曲線同步發(fā)電機(jī)只有在N點(diǎn)運(yùn)行于額定狀態(tài)(即額定電壓、電流和功率因數(shù))時(shí)，視在功率才能達(dá)到額定值，發(fā)電機(jī)容量才能得到充分利用。同步發(fā)電機(jī)在額定功率因數(shù)以下運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出視在功率以勵(lì)磁電流不超過(guò)額定值為條件，因此會(huì)低于額定視在功率。當(dāng)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行在額定功率因數(shù)以上時(shí)，勵(lì)磁電流的大小不再是限制條件，而原動(dòng)機(jī)的輸出功率成為其限制條件。因此，同步發(fā)電機(jī)的允許有功輸出與允許無(wú)功輸出的關(guān)系曲線大致沿圖5-2中的實(shí)線變化。同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的無(wú)功功率為：式中：為發(fā)電機(jī)的額定容量，MVA；為發(fā)電機(jī)的額定有功功率，MW；為發(fā)電機(jī)的額定無(wú)功功率，Mvar。根據(jù)我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同步發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)為0.8(滯后)，即同步發(fā)電機(jī)在額定工況下運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生的無(wú)功功率為有功功率的3/4。例如一臺(tái)10萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)，當(dāng)有功功率輸出為10萬(wàn)千瓦時(shí)，其無(wú)功功率輸出為75000KVAR。大型發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)由于制造的限制隨著容量的增加而增加，因此額定無(wú)功功率相對(duì)降低。同步發(fā)電機(jī)以超前功率因數(shù)運(yùn)行時(shí)，定子電流和勵(lì)磁電流不再是限制條件，而并聯(lián)運(yùn)行的穩(wěn)定性或定子端鐵芯的發(fā)熱才是限制條件。從圖6中可以看出,當(dāng)有一定的備用活躍電源在電力系統(tǒng)中,發(fā)電機(jī)負(fù)載中心附近可低于額定功率因數(shù),可以適當(dāng)?shù)臏p少和有功功率輸出增加一些無(wú)功功率,這有利于提高電力系統(tǒng)的電壓水平。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出有功功率降為零，勵(lì)磁電流保持額定狀態(tài)時(shí)，可達(dá)到發(fā)電機(jī)最大無(wú)功輸出。主要適用于變頻設(shè)備轉(zhuǎn)換為低頻或高頻設(shè)備。只有這樣，核心才能得到有效的調(diào)節(jié)，使兩者達(dá)到平衡。變頻技術(shù)的使用不適用于低頻或普通電氣設(shè)備。這主要是因?yàn)樗鼈兊牟馁|(zhì)和性能不同。電氣設(shè)備的頻率低于高壓設(shè)備。主要是奇波，利用設(shè)備本身發(fā)熱。普通電氣設(shè)備的頻率高于高壓設(shè)備，高壓設(shè)備不能進(jìn)行相對(duì)較快或快速的操作，因此會(huì)造成嚴(yán)重的損壞。因此，只有將頻譜技術(shù)應(yīng)用于高壓設(shè)備，才能發(fā)揮其價(jià)值。只有當(dāng)電站的電氣整流速率仍約為100轉(zhuǎn)/分鐘，振動(dòng)篩的速度仍約為60轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)，才能讀取和處理數(shù)據(jù)，并最終分析和處理電子整流的值，以避免檢測(cè)過(guò)程中的不良事件。同時(shí)，應(yīng)控制試驗(yàn)過(guò)程。4.2電力系統(tǒng)的電壓管理在我們的日常生活中，我們經(jīng)常會(huì)看到白熾燈(非節(jié)能燈)忽明忽暗的閃爍，這是由電力系統(tǒng)中沖擊負(fù)荷引起的電壓波動(dòng)引起的。這種負(fù)荷主要包括軋制機(jī)械、焊機(jī)、電弧爐等。電弧爐的沖擊負(fù)載電流可達(dá)幾萬(wàn)安培，影響最大。由此產(chǎn)生的電壓波動(dòng)會(huì)給電力設(shè)備帶來(lái)不利影響，應(yīng)盡量消除。限制電壓波動(dòng)的措施有如圖6-7所示的幾種。（a）設(shè)置串聯(lián)電容器（b）設(shè)置調(diào)相機(jī)和電抗器（c）設(shè)置靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置圖6-7限制電壓波動(dòng)的措施在圖6-7中，負(fù)載母線的電壓等于供電電壓減去輸電系統(tǒng)的電壓損耗，這可能包括多級(jí)變壓器。一般電源電壓可以保持恒定，當(dāng)負(fù)載穩(wěn)定時(shí)，變化大，所以負(fù)載母線電壓相對(duì)穩(wěn)定。然而，由于沖擊負(fù)荷的波動(dòng)，輸電系統(tǒng)的電壓損失也會(huì)發(fā)生波動(dòng)。這樣，負(fù)載母線的電壓就突然變低，又突然變高，給電力設(shè)備帶來(lái)了很大的痛苦。圖6-7(b)的方法是在本地安裝調(diào)節(jié)攝像機(jī)，提供負(fù)載所需的無(wú)功功率，從而減小通過(guò)傳輸系統(tǒng)發(fā)送的無(wú)功功率Q，同時(shí)減小與負(fù)載母線的電壓波動(dòng)范圍。如圖6-7(c)所示，最有效的措施是在負(fù)載母線處安裝靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置(如TCR)。在靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的有效范圍內(nèi)，其端電壓U可以基本保持恒定，幾乎消除了負(fù)荷沖擊造成的電壓波動(dòng)，使負(fù)荷母線接入的電力設(shè)備大大受益。圖6-7（a）所示的措施是在輸電線路上串入電容，使輸電系統(tǒng)總的電抗下降，由于，所以的下降會(huì)使減少，負(fù)荷母線的電壓波動(dòng)幅度也會(huì)相應(yīng)減少。4.3中樞點(diǎn)的電壓管理為確保效率，每個(gè)負(fù)載點(diǎn)的電壓應(yīng)保持在允許的電壓范圍內(nèi)。整個(gè)電力系統(tǒng)的負(fù)載點(diǎn)數(shù)量非常大，范圍也很廣。監(jiān)控和調(diào)整是可能的，但是電壓級(jí)的一些“中心”必須被監(jiān)控和控制。被稱為中心樞紐的節(jié)點(diǎn)有:高壓區(qū)域水電力設(shè)備、中心電站二次走廊和發(fā)電機(jī)電壓公路，局部負(fù)荷較大。中心數(shù)量至少應(yīng)為220千伏及以上電網(wǎng)電壓站總數(shù)的7%。即使對(duì)于這些數(shù)量有限的電壓中心，也很難在負(fù)荷的恒定變化中保持電壓不變，而只能控制這些電壓中心的變化不超過(guò)合理電力設(shè)備可接受的范圍。中心點(diǎn)的電壓控制可分為三種方式。1.逆調(diào)壓在峰值負(fù)荷時(shí)提高中心點(diǎn)電壓(如為零)，在低谷負(fù)荷時(shí)降低中心點(diǎn)電壓(如為零)的做法稱為反向調(diào)壓。峰值負(fù)載發(fā)生時(shí),線路的電壓損失各種負(fù)荷點(diǎn)的中心點(diǎn)是大型和中心點(diǎn)的增加電壓可以彌補(bǔ)大線的電壓降,以便在負(fù)荷點(diǎn)的電壓不是太低。當(dāng)槽式負(fù)荷發(fā)生時(shí)，降低中心點(diǎn)到負(fù)荷點(diǎn)的線路電壓損失，并適當(dāng)降低中心點(diǎn)，使負(fù)荷點(diǎn)處的電壓不會(huì)過(guò)高。這樣，在剩余的時(shí)間里，負(fù)載點(diǎn)的電壓將與電力設(shè)備的需求保持一致。供電線路較長(zhǎng)，負(fù)載變化的中心經(jīng)常使用這種電壓控制方法。在正常情況下，平均電壓可以保持在比最大負(fù)載下的標(biāo)稱線電壓高5%，最小負(fù)載下的標(biāo)稱線電壓可以通過(guò)反向電壓控制來(lái)保持。然而，在電力設(shè)備和中心點(diǎn)之間也存在線路電壓損失。如果發(fā)電機(jī)電壓恒定，負(fù)荷大時(shí)中心點(diǎn)電壓自然就會(huì)降低。而在小負(fù)荷時(shí)，中心電壓自然會(huì)稍高一些，這種自然變化規(guī)律正好與逆序調(diào)節(jié)要求相反。所以從壓力調(diào)節(jié)的角度來(lái)看，反壓力調(diào)節(jié)的要求比較高，也比較難實(shí)現(xiàn)。2.順調(diào)壓在峰值負(fù)載下，平均電壓可能略低，但至少為1.025；最小負(fù)載時(shí)，平均電壓可能略高，但不超過(guò)1.075。這種電壓控制稱為邊沿電壓控制。電壓控制和電壓變化的自然規(guī)律使其更容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)于一些變電站總線關(guān)閉供電距離和小負(fù)荷變化,在控制電壓變化范圍根據(jù)電壓調(diào)整的需求,電力設(shè)備的電壓變化不會(huì)很大。3.恒調(diào)壓以上兩種調(diào)壓方式之間的調(diào)壓方式為恒壓調(diào)節(jié)(constantvoltageregulation)，換句話說(shuō)，在任何負(fù)載下，平均電壓始終保持一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，一般為(1，02~1，05)。以上是正常的系統(tǒng)壓力控制要求。如果發(fā)生系