由于大部分用電負(fù)荷都是感性的,未補(bǔ)償前功率因數(shù)為滯后,如果為補(bǔ)償無(wú)功電流而投入的電容器過(guò)多,則會(huì)使功率因數(shù)變?yōu)槌埃@就是過(guò)補(bǔ)償。 在過(guò)補(bǔ)償?shù)那闆r下,系統(tǒng)中出現(xiàn)容性的無(wú)功電流,使視在電流增大,因此使系統(tǒng)的損耗加大,多投入了電容器反而使系統(tǒng)損耗加大當(dāng)然不是好事。另外,由于投入電容器會(huì)使電壓升高(這里電壓升高主要是因?yàn)楣╇娋€路的電感及變壓器的漏感造成,與同步發(fā)電機(jī)的關(guān)系不大),在過(guò)補(bǔ)償?shù)那闆r下電壓進(jìn)一步升高,在夜間負(fù)荷較低電網(wǎng)電壓較高的情況下影響更大。因此人們總是不希望發(fā)生過(guò)補(bǔ)償。
但是事物都有兩面性,過(guò)補(bǔ)償不一定總是壞事。
通常的補(bǔ)償裝置都是安裝在變壓器的低壓側(cè),在低壓側(cè)進(jìn)行檢測(cè)并進(jìn)行控制將負(fù)荷的無(wú)功電流補(bǔ)償?shù)簦瑓s無(wú)法補(bǔ)償變壓器自身的無(wú)功電流。一般人總認(rèn)為變壓器自身的無(wú)功只能在高壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償,其實(shí)不然,通過(guò)在低壓側(cè)適量過(guò)補(bǔ)償?shù)霓k法,同樣可以補(bǔ)償變壓器自身的無(wú)功電流。因?yàn)樽儔浩鲗儆诶硐朐?,所謂理想元件就是能量傳送沒(méi)有方向的元件,同一臺(tái)變壓器,如果將高壓側(cè)接電源低壓側(cè)接負(fù)荷就是一臺(tái)降壓變壓器,如果將低壓側(cè)接電源高壓側(cè)接負(fù)荷就是一臺(tái)升壓變壓器。根據(jù)這個(gè)原理,對(duì)變壓器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償在低壓側(cè)進(jìn)行與在高壓側(cè)進(jìn)行沒(méi)有區(qū)別。
對(duì)于為降低用戶力率電費(fèi)(功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi))而安裝的無(wú)功補(bǔ)償裝置,如果不采取適量過(guò)補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ陀锌赡艹鰡?wèn)題。
設(shè)某一單位,變壓器為S7-500KVA,高壓計(jì)量,用電設(shè)備主要是金屬切削機(jī)床,一班生產(chǎn),無(wú)夜班,每周5天生產(chǎn),不生產(chǎn)時(shí)無(wú)負(fù)荷,月均用電量為2萬(wàn)度。未安裝補(bǔ)償裝置之前月平均功率因數(shù)為0.5,按功率因數(shù)0.9為標(biāo)準(zhǔn)值需加收45%的力率電費(fèi)。按功率因數(shù)0.85為標(biāo)準(zhǔn)值需加收35%的力率電費(fèi)。
假定安裝補(bǔ)償裝置后,在生產(chǎn)期間可以將低壓側(cè)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95,停產(chǎn)期間由于無(wú)負(fù)荷沒(méi)有電容器投入。那么根據(jù)cos(x)=0.95
我們可以算出x=18.2°, sin(x)=0.31
無(wú)功與有功的比值為 0.31/0.95=0.33
由負(fù)荷形成的無(wú)功電量為20000×0.33=6600 度。
由于該單位是高壓計(jì)量,因此變壓器自身的無(wú)功電流也會(huì)使無(wú)功表走數(shù)。該單位的變壓器為500KVA,按空載電流2%計(jì)算則變壓器的無(wú)功功率為500×2% =10Kvar,每月形成的無(wú)功電量為10×24×30 = 7200 度,每月的總無(wú)功電量為6600+7200=13800度,無(wú)功與有功的比值為 13800/20000=0.69即 tg(x)=0.69 ,x=34.6°,cos(x)=0.82,還是要交利率電費(fèi)。
從以上的分析我們可以看出,對(duì)于這樣的用戶,不補(bǔ)償變壓器自身的無(wú)功電流是不可能消除力率電費(fèi)的。
解決的方案有三種:
方案1,在變壓器的高壓側(cè)固定接一臺(tái)10Kvar的高壓電容器,這種方案為保證安全性較難操作。
方案2,在變壓器的低壓側(cè)固定接一臺(tái)10Kvar的低壓電容器,這就是一種低壓側(cè)過(guò)補(bǔ)償方法,并且這臺(tái)電容器可以裝在補(bǔ)償裝置柜內(nèi),比方案1的操作簡(jiǎn)單。但是要注意,這臺(tái)電容器的電源線必須單獨(dú)引出接在補(bǔ)償裝置檢測(cè)用電流互感器之前。如果接在互感器之后,則當(dāng)有負(fù)荷時(shí)會(huì)使控制器檢測(cè)到的負(fù)荷無(wú)功電流減小,不能起到過(guò)補(bǔ)償?shù)淖饔?。這種方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是過(guò)補(bǔ)償?shù)碾娏鞑粫?huì)被補(bǔ)償裝置檢測(cè)到,因此補(bǔ)償裝置的功率因數(shù)顯示值不會(huì)變成超前,比較好看。
方案3,將無(wú)功補(bǔ)償控制器設(shè)計(jì)成具有過(guò)補(bǔ)償功能,并將過(guò)補(bǔ)償量設(shè)定為10Kvar,這是最簡(jiǎn)單的方案。這就要求補(bǔ)償裝置內(nèi)部的最小電容器容量必須小于或等于10Kvar?;蛘吒纱嘣谘a(bǔ)償裝置內(nèi)部安裝一臺(tái)固定連接的10Kvar電容器,這樣還可以省掉一臺(tái)交流接觸器。
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