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家用電容補(bǔ)償節(jié)電器能否省電的問(wèn)題驗(yàn)證

發(fā)布時(shí)間:2009年9月8日 來(lái)源:

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  [文章摘要] 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,負(fù)荷的日益增多,供電容量越來(lái)越大,節(jié)約用電越來(lái)越受到國(guó)家的重視,本文通過(guò)對(duì)世面節(jié)能器的研究,驗(yàn)證了電容作為補(bǔ)償器能否省電的問(wèn)題。

  [關(guān) 鍵 詞] 電容  移項(xiàng)  鋁盤(pán)轉(zhuǎn)矩  損耗

  作者簡(jiǎn)介:高秀梅  女  理學(xué)碩士  電氣工程系講師

  1 引言

  電容器是由兩個(gè)極板與極板間的介質(zhì)構(gòu)成的,因此使得電容器在結(jié)構(gòu)上比電阻相對(duì)復(fù)雜。電容根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要,其外形幾何形狀不一、體積大小不一、封裝模式不一、外表顏色多樣化等,都使得人們對(duì)電容器多少有一種神秘感。而真正對(duì)電容元件產(chǎn)生神秘感之處的應(yīng)該是電容器所具備的電氣特性和電容器在電路中各種奇妙的作用。電容器在交流電路中,能禁止直流成分通過(guò)、提供交流電流通路;在直流電路中,則能阻斷直流電流而給交流信號(hào)電流提供通路;在各種延遲電路中,能夠充分地施展自己的沖放電特性;在高功率電路中,不但可以儲(chǔ)能,還能夠以顯著的移項(xiàng)特性有效提高功率因數(shù)等。

  電容元件與電阻相比較,在電路中的工作狀態(tài)上與電阻不同,電阻在電路運(yùn)行中一直在一定的電流下工作著,然而電容器在某些電路結(jié)構(gòu)中不一定在電路通電運(yùn)行過(guò)程中都在起作用,而是期待著電路某種事件發(fā)生時(shí)刻才發(fā)揮自己的作用。如果所期待的某種事件永遠(yuǎn)不發(fā)生,那么該電容也就永遠(yuǎn)處于不起作用的狀態(tài);有些電容元件只是在電路電源加入或斷開(kāi)的瞬間起作用,而在電路得電運(yùn)行過(guò)程中便不再起作用,無(wú)論運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短。

  2 移項(xiàng)電容

  移項(xiàng)電容是電力系統(tǒng)中用來(lái)改進(jìn)電力系統(tǒng)和設(shè)備功率因數(shù)的電力電容。它的主要用途是提高電力系統(tǒng)與電力設(shè)備的功率因數(shù)cosφ,通常是將它并聯(lián)于電力系統(tǒng)或電力設(shè)備的兩端,以補(bǔ)償一般工業(yè)用電電流對(duì)電壓的滯后效應(yīng)。

  2.1移項(xiàng)原理

  圖1中,C為移向電容,L為感性負(fù)載電感線圈的電感量,R為感性負(fù)載電感線圈的直流等效電阻。在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),即未并入移項(xiàng)電容C時(shí),矢量圖中的總電流I 0 滯后與電源電壓U的相位角為φ1;當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),即并入移項(xiàng)電容C時(shí),矢量圖中的總電流I滯后于電源電壓U的相位角為φ2,明顯減小。

  從矢量圖中可見(jiàn),電流對(duì)電壓滯后的相位角由φ1減小φ2到,顯然因?yàn)?phi;2<φ1,所以cosφ2>cosφ1,即,大大得提高了功率因數(shù)cosφ;再則,并聯(lián)電容后使電路中的總電流由I0減小到I,那么電容的補(bǔ)償電流為Ic為

  Ic=I0sinφ1-Isinφ2

  并聯(lián)電容后的無(wú)功功率Q為

  Q=UIC=U(I0sinφ1-Isinφ2)

  該電力系統(tǒng)或電力設(shè)備的無(wú)功功率P為

  P=UI0cosφ1-UIcosφ2

  將上兩式聯(lián)立消去I0與I得

  Q=P(sinφ1/cosφ1-sinφ2/cosφ2)=P(tanφ1-tanφ2)

  并聯(lián)電容后節(jié)省的視在功率S為

  S=UI0-UI=P(1/cosφ1-1/cosφ2)

  2.2對(duì)移項(xiàng)電容的研究發(fā)現(xiàn)

  ⑴能有效地使電力系統(tǒng)或電力設(shè)施的功率因數(shù)cosφ得到提高和改善。一般可使功率因數(shù)cosφ由0.65提高到0.9以上。

 ?、茰p小了輸電線路的有功損耗。由于移項(xiàng)電容并入后電容電流的補(bǔ)償作用,使線路的總電流減小,從而可減小線路壓降和有功損耗,減小線路空載與滿載間的電壓波動(dòng)。

 ?、强商岣咴须娏υO(shè)備的有功利用率。由于移項(xiàng)電容并入后使線路的視在功率減小,所以可提高原有電力設(shè)備(如發(fā)電機(jī)、變壓器等)的有功利用率。

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