变电所补偿电容的原理与作用
电容无功补偿的原理(一)
电容无功补偿的原理(一)电容无功补偿的原理1. 引言电容无功补偿是一种重要的电力系统无功补偿方式，通过引入电容器，可以有效地改善电力系统的功率因数，提高系统的功率传输能力。
本文将从浅入深，解释电容无功补偿的原理。
2. 电容器的基本原理电容器是一种能够存储电荷的被动元件，其中的电荷可以在电压变化时释放或吸收。
电容器的电压和电荷之间的关系可以用以下公式表示：Q = C * V其中，Q代表电荷，C代表电容，V代表电压。
电容器具有荷电和放电的能力，在电力系统中可以用来补偿无功功率。
3. 无功功率的产生在电力系统中，存在着被动性负载，例如电感器和电动机等，它们消耗无功功率。
在传统电力系统中，这些无功功率会导致功率因数下降，降低电力系统的效率。
电容无功补偿可以通过引入具有容性的负载来抵消这些无功功率。
4. 电容无功补偿的原理电容无功补偿通过接入电容器来产生容性无功功率，以补偿被动负载消耗的感性无功功率。
电容器的容性无功功率可以通过以下公式计算：Qc = (V^2 * C * tan(θc))/2其中，Qc代表容性无功功率，V代表电压，C代表电容，θc代表电容器的损耗角。
5. 优点和应用电容无功补偿相比其他无功补偿方式具有以下优点： - 提高功率因数，减少系统的无功功率； - 提高电力系统的稳定性和可靠性； - 改善电网的电压质量； - 提高电力系统的传输能力。
电容无功补偿广泛应用于各个电力系统中，特别是中高压输电和配电系统。
6. 结论电容无功补偿利用电容器产生容性无功功率，补偿电力系统中的感性无功功率，提高功率因数和电网的稳定性。
电容无功补偿技术在电力系统中具有重要的作用，是提高电力系统效率和可靠性的重要手段。
以上就是电容无功补偿的原理的相关解释。
通过引入电容器，电容无功补偿能够有效地改善电力系统的功率因数，提高系统的功率传输能力。
变电所补偿电容的原理与作用
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ａ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ；Ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ ｃ ｐ ｃｔ ｎ ｅ ｏ ｒｆ ｃｏ ｙ ｒ ｓ Ｒｅ ｃｉ ｏ ｒ ｏ ｅ ｓ ｔ ａ ａ ｉ ｃ ；Ｐ ｗｅ ａ ｔ ｒ ｖ ｏ ａ
￡
（ ） ａ 接线图
（ ）ｒ 量 图 ｂ ｕ Ｊ
图 ２ 并联补 偿 原理 图
电容器并接在这些设备上运行， 那么， 负荷或供电设
备要“ 吸收” 的无功功率， 正好由电容器“ 发出” 的无 功功率供给， 这就是并联补偿。这样一来， 线路上就 避免了无功功率的输送 ， 其具有以下优点： （） １ 减少线路能量损耗 ； （） ２ 减少线路电压降， 改善电压质量 ；
ＭＩ Ａ０ ｉｏ Ｍ ａ
（ ｉ ｇｕ Ｒ ｓａｃ ｎｔｕｅｏ ａｃ ｒ Ｎ ｎｉｇ２ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｊ ｎ ｓ ｅｅ ｒ Ｉｓｔｔ ｆ ｎ ｅ ， ａｊ １０ ９ Ｃ ｉａ ａ ｈ ｉ Ｃ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｇ ｖ ｓ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ｓ ａｌ ｍｐ ｅ ｎ ｅ ｎ ｐ ｗｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ａ ｅ ｉ ｅ ｈ ｅ ｃ ｉ ｏ ｒ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｔ ｏ ｓ ｕ ｕ ｌ ｉ ｌ ｍｅ ｔｄ ｉ ｏ ｒ ｖ ｏ ｙ ｓ ｓ ｍ ｎ ｎ ｌｚ ｓｔ ｅ ｃ ｐ ｃ ｔｎ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｔ ｎ ｔ ｎ Ｉ ｐ ｉ ｔ ｏ ｔｔ ａ ｍｐ ｏ ｙ ｔ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｈ ａ ａ ｉ ｃ ｏ ｅ ｓ ｔ ｈ ｏ ｙ ａ ｄ ｉ ｆ ｃｉ ． ｔｏ ｎ ｓ ｕ ｔｉ ｒ — ｅ ａ ｏ ｓｕ ｏ ｈ
电容器的补偿原理
电容器的补偿原理
电容器的补偿原理是通过将一个容量大小相等但电性质相反的电容器连接在电路中，以达到补偿或稳定电路的目的。
在电路中，电容器的主要作用是储存电荷，并能根据电压变化来改变电流。
然而，电容器本身也有一些不可避免的缺点，如产生的电流和电压偏移等问题。
为了解决这些问题，可以使用补偿电容器。
补偿电容器通过连接在电路中，可以调整电容器的电性质，从而提高电路的性能。
具体而言，补偿电容器可以通过两种方式进行补偿：串联和并联。
串联补偿是将一个容量大小相等但电性质相反的电容器与原电容器连接在一起。
由于反向电性质的电容器能够产生与原电容器相反的电流和电压偏移，所以它们相互抵消，从而达到补偿的效果。
并联补偿则是将一个容量大小相等但电性质相反的电容器与原电容器并联连接在一起。
这样，由于容量相等，两个电容器的电荷量也相等。
然而，由于反向电性质的电容器的电荷与原电容器的电荷方向相反，它们相互抵消，从而有效地减小了电容器产生的电流和电压偏移。
总之，电容器的补偿原理是通过连接一个容量大小相等但电性质相反的电容器，以抵消电容器产生的电流和电压偏移，从而提高电路的性能。
这样可以使电路稳定性更高，减小电容器对电路的影响。
电容无功补偿原理
电容无功补偿原理
电容无功补偿是一种电力系统中常用的措施，通过添加电容器来提供无功功率，从而改善电力系统的功率因数。
其原理基于电容器具有存储和释放电能的能力。
在电力系统中，电流由有功分量和无功分量组成。
有功功率用于供应实际的负载功率需求，而无功功率用于维持电力系统的稳定性和电压质量。
功率因数是衡量电力系统负载对电源的有功功率利用效率的指标，它描述了有功功率和视在功率之间的关系。
当电力系统的功率因数较低时，系统的无功功率需求较大，这会导致电压下降、能源浪费以及系统效率降低。
为了改善功率因数和减少无功功率，电容无功补偿可以被应用。
电容器连接到电力系统中，在负载端补充无功功率，并改善功率因数。
当负载需要无功功率时，电容器通过释放储存的电能来满足这一需求；而当负载产生多余的无功功率时，电容器则可以吸收多余的无功功率来维持系统的平衡。
通过电容无功补偿，系统的功率因数可以得到改善，无功功率的流动得到控制，系统的电压稳定性得到提升，能源浪费得到减少。
同时，这种补偿措施对电力系统的可靠性和稳定性也有积极的影响。
总而言之，电容无功补偿利用电容器的储能和释能能力来提供无功功率，从而改善电力系统的功率因数，减少能源浪费，并
提高电压质量和系统的稳定性。
这是一种有效的电力系统优化措施。
高压补偿电容工作原理
高压补偿电容工作原理
高压补偿电容是一种用于电力系统中的电气设备，它主要用于提供高压稳定、降低电力系统中的无功功率，并改善系统的功率因数。
它的工作原理是利用电容器的电容特性来补偿电力系统中的无功功率。
在电力系统中，无功功率是一种虚功，它跟随电流的变化而变化，导致电流和电压之间存在相移，从而降低了系统的功率因数。
高压补偿电容器通过串联在电力系统中，将其与系统中的电流进行并联，形成一个谐振回路。
当电源电压为正弦波时，电容器中的电流会滞后于电压，形成一个比电压滞后90度的相位差，这样就可以在电流相位上提前于电压相位来达到电流与电压正相位对齐的效果。
通过这种方式，高压补偿电容器将无功功率转化为有功功率，从而提高系统的功率因数。
同时，高压补偿电容器也可以起到电压稳定的作用。
由于电容器的电压与电流之间存在相位差，当电压波动时，电容器能够吸收或释放电能，使系统的电压保持在较稳定的水平。
总的来说，高压补偿电容通过改变电流相位，将无功功率转化为有功功率，并提高系统的功率因数，同时还可以起到电压稳定的作用。
它在电力系统中的应用，能够提高系统的效率，减少电能损耗，并提高电力传输的质量。
电容补偿柜补偿电容的作用和工作原理
电容补偿柜补偿电容的作用和工作原理一、电容补偿柜的作用：1.提高功率因数：电容补偿柜通过向电力系统注入无功功率，降低系统的无功功率，从而提高系统的功率因数。
功率因数是衡量电力系统效率的重要指标，当功率因数低于0.9时，系统容易产生无功功率的浪费和能源的损失。
电容补偿柜的作用就是通过引入电容器来提高系统的功率因数，提高系统的效率和能源利用率。
2.减少线路电流：电压不变的情况下，由于电容器的视在功率大于电感负载的视在功率，因此在电容补偿柜的作用下，无功功率流向电容器，使得系统中的无功功率减少，从而减小了线路的额定电流。
这样可以减轻线路输电设备的负荷，延长设备的使用寿命，提高系统的可靠性。
3.降低线路损耗：由于电容补偿柜可以减小电力系统中的无功功率，当无功功率减少时，线路的传输损耗也会相应减少。
这样不仅可以减少电力系统的电能损耗，降低运行成本，还可以提高系统的供电质量。
4.改善电压质量：电容补偿柜通过调节无功功率的流动，可以有效地改善电力系统中的电压质量。
当电力系统的无功功率过大或过小时，会导致电压波动、电压降低、电压不平衡等问题。
通过引入电容补偿柜，可以调节系统中的无功功率，稳定电压，减少电压质量问题的发生。
二、电容补偿柜的工作原理：1.接入控制：当电力系统的功率因数较低时，根据实际需求，控制开关将电容器连接到系统中，使其开始补偿无功功率。
开关可以通过控制信号或根据系统中各种传感器的信号来实现。
2.断开控制：当系统的功率因数达到预设值或达到系统要求时，可以通过控制开关将电容器与系统断开连接。
也可以根据系统的负荷变化和电压波动的情况，自动调节电容补偿的连接和断开。
3.保护装置：电容补偿柜中还需要设置保护装置，用于保护电容器的安全运行。
常见的保护装置有过流保护、过压保护、过温保护等。
当电容器的参数超过或低于设定值时，保护装置会自动切断电容器的连接，以避免电容器因过载、短路等故障而受损。
总之，电容补偿柜通过控制电容器的接入和断开，调节电力系统中的无功功率，提高功率因数，减少线路电流，降低线路损耗，并改善电压质量。
电力电容器的补偿原理
1电力电容器的补偿原理电容器在原理上相当于产生容性无功电流的发电机。
其无功补偿的原理是把具有容性功率负荷的装置和感性功率负荷并联在同一电容器上,能量在两种负荷间相互转换。
这样，电网中的变压器和输电线路的负荷降低,从而输出有功能力增加。
在输出一定有功功率的情况下,供电系统的损耗降低。
比较起来电容器是减轻变压器、供电系统和工业配电负荷的最简便、最经济的方法。
因此，电容器作为电力系统的无功补偿势在必行。
当前,采用并联电容器作为无功补偿装置已经非常普遍。
2电力电容器补偿的特点2。
1优点电力电容器无功补偿装置具有安装方便,安装地点增减方便;有功损耗小（仅为额定容量的0.4 ％左右);建设周期短;投资小;无旋转部件，运行维护简便；个别电容器组损坏，不影响整个电容器组运行等优点。
2.2缺点电力电容器无功补偿装置的缺点有：只能进行有级调节,不能进行平滑调节；通风不良,一旦电容器运行温度高于70 ℃时，易发生膨胀爆炸;电压特性不好，对短路稳定性差，切除后有残余电荷；无功补偿精度低,易影响补偿效果；补偿电容器的运行管理困难及电容器安全运行的问题未受到重视等。
3无功补偿方式3.1高压分散补偿高压分散补偿实际就是在单台变压器高压侧安装的,用以改善电源电压质量的无功补偿电容器。
其主要用于城市高压配电中。
3。
2高压集中补偿高压集中补偿是指将电容器装于变电站或用户降压变电站6 kV~10 kV高压母线的补偿方式；电容器也可装设于用户总配电室低压母线,适用于负荷较集中、离配电母线较近、补偿容量较大的场所,用户本身又有一定的高压负荷时，可减少对电力系统无功的消耗并起到一定的补偿作用。
其优点是易于实行自动投切,可合理地提高用户的功率因素,利用率高,投资较少，便于维护，调节方便可避免过补,改善电压质量。
但这种补偿方式的补偿经济效益较差。
3。
3低压分散补偿低压分散补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地安装在用电设备附近,以补偿安装部位前边的所有高低压线路和变压器的无功功率。
关于电容补偿的相关知识
电容补偿的相关知识电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。
在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。
无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。
这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。
无功补偿的意义：⑴补偿无功功率，可以增加电网中有功功率的比例常数。
⑵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。
⑶降低线损，由公式ΔΡ%=（1-cosΦ/cosΦ）×100%得出其中cosΦ为补偿后的功率因数，cosΦ为补偿前的功率因数则：cosΦ>cosΦ，所以提高功率因数后，线损率也下降了，减少设计容量、减少投资，增加电网中有功功率的输送比例，以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益。
所以，功率因数是考核经济效益的重要指标，规划、实施无功补偿势在必行。
电网中常用的无功补偿方式包括：①集中补偿：在高低压配电线路中安装并联电容器组；②分组补偿：在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；③单台电动机就地补偿：在单台电动机处安装并联电容器等。
加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。
确定无功补偿容量时，应注意以下两点：①在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的。
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+
·
IC
。
电容器回路将产生一按正弦交变的容性电流
·
IC ,
超前于电压向量
·
U
为
90°, 在向量方向上与
·
IL
恰
好相反 ,从而可以抵消一部分感性电流 ,或者说补
偿 。在图
2 ( b)中
·
IL
变为
·
I
′L ,电网输入电流变小
为
·
I
′, 功率因数角
φ变小为
φ′, 则功
率因数
co sφ
图 2 并联补偿原理图
提高 。当
·
IC
等于
·
IL
时 ,称为全补偿 ,此时无功电
流为零 ,φ角为零 ,
则功率因数
co sφ提高为
·
I,
此
时 ,电网输入电流
·
I
等于
·
IR
。
图 1 电流电压向量图
果所有这些无功功率都要由发电机 (或者说电
网 )供给的话 ,不但不经济 ,而且会使电网电压质
量低劣 ,影响使用 。
如何减少上述现象对电网性能的影响 ? 如果把
无功功率这一概念在电力系统中占有很重要 的地位 。电力系统中许多根据电磁感应原理工作 的设备 ,例如 ,变压器和电动机等 ,都是具有电感 的负荷 ,它们要依靠磁场来传送和转换能量 。通 过磁场 ,变压器才能改变电压并且将能量传送过 去 ,电动机才能转动并且带动机械负载 。没有磁 场 ,这些设备就不能工作 。而磁场所具有的磁场 能是由电源供给的 ,我们用无功功率来说明电源 向电感负荷所提供的磁场能量的大小 。但是 “无 功 ”不能从字面上理解为“无用 ”,无功功率绝对 不是“无用 ”功率 ,它是具有电感的设备正常工作
送 ,由公式 ΔU = PR +QX 可看出 Q 减少 , 电压损
UE
耗 ΔU 变小 。
功率因数提高可以提高系统供电能力 。负载
Z 不变 ,所需要的负载电流
·
IZ
也是不变的 , 不考
虑损耗的情况下 , 系统供给的输入电流
·
I
等
于
·
IZ
。经过无
功
补
偿
,
一
部
分感
性
无
功
电
流
被“抵
消 ”,在负载电流
·
IZ
不变的情况下 , 需系统供给
·
IC
超前于
电压相量 U·为 90°,如图 1所示 。
2 为何要补偿无功功率
电力系统的负荷 ,象感应电动机 、电焊机 、感
应电炉等 ,除了消耗有功功率之外 ,还要“吸收 ”
无功功率 。另外 ,在电力系统中 ,具有电感元件的
供电设备 (主要是变压器 )也需要无功功率 。如
·4·
电力电容器 2006年 第 3期
Capac itance Com pen sa tion Theory and Function in Substa tion M IAO M iao
(J iangsu Research Institute of Cancer, Nanjing 210009, China) Abstract: The paper gives the reactive power compensation m ethods usually imp lemented in power system and analyzes the capacitance compensation theory and its function. It points out that imp ro2 ving power factor is important for power system. Keywords: Reactive power; Compensation capacitance; Power factor
(4)当电容器的熔断器熔丝熔断时 , 应向值 班调度员汇报 ,待取得同意后 ,再断开电容器的断 路器 。在切断电源并对电容器放电后 , 先进行外 部检查 ,如套管的外部有无闪络痕迹 、外壳是否变 形 、漏油及接地装置有无短路等 ,然后用绝缘摇表 摇测极间及极对地的绝缘电阻值 。如未发现故障 迹象 ,可换好熔断器熔丝后继续投入运行 。如经 送电后熔断器的熔丝仍熔断 , 则应退出故障电容 器 ,并恢复对其余部分的送电运行 。
总之 ,电容器是提高功率因数和改善电能质 量所必不可少的电气设备 , 只要我们在安装和运 行中掌握以上要求 ,保证其有效的利用 ,对企业的 挖潜提效工作是极其有益的 。
作者简介 : 刘天哲 (1971 - ) ,男 ,辽宁沈阳人 ,工程师 ,主要从事变电 所改造 、电气运行及管理工作 。
Email: tianli512@ sohu. com
功率因数提高可以减少线路能量损耗 , 输配 电线路上的电能损耗 ,是由于电流流过线路 ,线路 本身存在阻抗而产生的 ,线路阻抗不变 ,则电能损 耗和电流成正比 , P损 = I2 R。如图 2 ( b) , 功率因 数提高 ,即 φ角变小 , 输入电流 I变小 , 从而使线 路的电能损耗减少 。
功率因数提高可以减少线路电压降 , 改善电 压质量 。补偿后线路上就减少了无功功率的输
和
无功电流
·
IL
两个分量 ,
·
IR
与电压
·
U
同
相
位
,
·
IL
滞后于电压向量
·
U
为
90 °, 所以总电流向量
·
IZ
滞
后于电压向量一个角度 φ(φ又叫功率因数角 ) 。
当系统感性阻值较大时 ,功率因数角很大 ,影响电
网性能 。
改善这一性能的方法是将一电容器并联接于
感性负荷回
路中
,
此
时电
网电
流为
:
·
I
·
= IZ
在实际工作中一般通过电容补偿对电网无功 功率进行补偿 ,从而提高电网功率因数 。功率因 数的提高对系统的效率 、稳定性及供电质量等多 个方面产生影响 。例如 ,供电局对用户变电所的 功率因数都有明确指标 ,并规定了相应的奖惩措 施 。这就说明电容补偿对电力系统的正常运行是 非常重要的 。 1 何为无功功率
UE
此式可知 , 串联补偿 , 电容器结构示意图 采用串联补偿对于发展特高压 、大功率 、长距 离输电的系统 ,改善系统参数 ,减小线路电抗 ,提 高系统稳定有一定作用 。 4 总结 在当今电力资源十分紧缺的今天 ,特别是为 响应国家“建设节约型社会 ,建立科学发展观 ”的 号召 ,保证我国电网安全 、高效 、平稳运行 ,提高电 网的功率因数是投资少 ,见效快的举措之一 。
3 收稿日期 : 2006201209
所必不可少的条件 。
无功功率分为感性和容性两种 。
变压器和电动机等带有电感线圈的设备 ,在
进行“电 ”、“磁 ”转换或“电磁能 ”和“机械能 ”转
换的过程中 ,建立交变磁场 。对于电感线圈在一
个周波内吸收的功率和释放的功率相等 ,实际不
消耗能量 。这种功率叫做感性无功功率 。
2006年 第 3期 变电所补偿电容的原理与作用
·3·
变电所补偿电容的原理与作用
缪 苗
(江苏省肿瘤防治研究所变电所 , 南京 210009) 摘 要 :分析了电力系统中常用无功功率进行补偿的方案 ,并分析了补偿电容的原理与作用 , 阐述在目前提高电网功率因数的重要意义 。 关键词 :无功功率 ; 补偿电容 ; 功率因数 中图分类号 : TM531. 4 文献标识码 : B 文章编号 : 100220349 (2006) 0320003203
UE
可以看出 ,影响电压损失的有 P、Q、R、X 四个因 素 ,串联电容器主要从补偿电抗的角度来改善系 统电压 。由于系统电抗呈电感性 , 而串联电容器
2006年 第 3期 变电所补偿电容的原理与作用
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的容抗可以补偿一部分系统电抗 , 补偿后的电压 损失可按下式计算 :ΔU ′= PR +Q ( XL - XC ) , 由
( 2)当电容器喷油 、爆炸着火时 , 应立即断开 电源 ,并用砂子或干式灭火器灭火 。此类事故多 是由于系统内 、外过电压 ,电容器内部严重故障所 引起的 。为了防止此类事故发生 , 要求单台熔断 器熔丝规格必须匹配 , 熔断器熔丝熔断后要认真 查找原因 。电容器组不得使用重合闸 , 跳闸后不 得强送电 ,以免造成更大的损坏事故 。
集中电容来补偿 (抵消 )线路的分布电感 ,改变线
路参数 ,减少线路的电压损失 ,这叫串联补偿 。
3 无功功率补偿的原理
3. 1 并联补偿
如图 2 ( a)为接线图 , ( b)为向量图 。U· 为电
网电压
,
·
I
为电网输入电流
,
在无电容补偿的情况
下
·
I
=
·
IZ
。不考虑损耗
·
IZ
可分为有功电流
·
IR
(3)电容器的断路器跳闸 , 而分路熔断器熔 丝未熔断 。应对电容器放电 3m in后 ,再检查断路 器 、电流互感器 、电力电缆及电容器外部等情况 。 若未发现异常 , 则可能是由于外部故障或母线电 压波动所致 , 并经检查正常后 , 可以试投 , 否则应
进一步对保护做全面的通电试验 。通过以上的检 查 、试验 ,若仍找不出原因 ,则应拆开电容器组 ,并 逐台进行检查试验 。但在未查明原因之前 , 不得 试投运 。
电容器等电容量较大的设备在交流电网中运
行 ,在一个周波内 (不考虑有功损耗 ) ,上半周波
的充电功率和下半周波的放电功率相等 ,也就是
说在一个周波内实际等于没有消耗能量 。这种充