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            深圳市永創力動力科技有限公司
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            智慧型YCDA系列電容補償系統的設計方案
             

            按線路補償的方式,可分為集中補償和終端補償兩種。

            一、集中補償:

            1.  什么叫視在功率、有功功率和無功功率?

            1)  視在功率(S):

            電路中電壓U和電流I的乘積叫視在功率(S),對于三相電,S=UI

            2)  有功功率(P):

            視在功率乘以電流和電壓間相位差的余弦,即視在功率乘負載的功率因數COS∮,
            P=
            UICOS∮。

            3)  無功功率(Q):

            視在功率乘以電流和電壓間相位差的正弦,即Q=UISin∮。

            電阻性元件消耗的功率為有功功率,比如電熱絲、燈泡等,電感性元件消耗的功率為無功功率,比如電動機、電磁設備、變壓器等。

            2. 在純電阻、純電感和純電容電路中,電流和電壓的相位角各如何?

            1)   純電阻電路電壓U和電流I同相,相位角為零。

            2)   純電感電路:電流滯后于電壓90度。

            3)   純電容電路:電流超前于電壓90度。

            3. 電容補償器的作用是什么?

            U/t,I/t的波形圖可以看出,純電感電路的電流滯后于電壓90度,電感元件消耗大量的無用功,而純電容電路電流超前于電壓90度,所以我們在負載線路中串入一個電容電路,促使負載的特性趨近于純電阻性電路,即電流和電壓同相,使供電能源盡可能得以充分利用。

            4. 如何測出用戶負載的功率因數?

            可直接用功率因數表測得。

            5. 如何計算負載需要多大的電容補償量?

            1)  用功率因數表測出負載的功率因數COS1,假設該值為0.62。

            2)  計算出用戶負載的有功功率。先讀出所有發電機工作時的最大電流總和,假設該值為1800安培,則發電機輸出的有功功率為:

                    (×380×1800×0.62)÷1000=735KW

                發電機輸出的有功功率供給負載作為負載的有功消耗,如負載的功率因素為0.62,則負載的有功功率為735KW,消耗的電流值為1800A,此時須采用2VTA28-G5 550KW發電機組進行供電,每小時柴油消耗量為204.3.

            3)  設計電容柜時,我們通過電容補償,使負載的功率因數提高到COS2=0.98,此時735KW負載所消耗的電流值為:

            735×1000÷(×380×0.98=1550(A)

              此時須采用一臺KTA38-G5  880KW發電機組進行供電,每小時柴油消耗量為187。

            4)  查表,負載功率因數從0.62提高到0.98,每千瓦負載需1.06KVAR的電容進行補償。

            5)  現負載功率為735KW,則需780KVAR的電容進行補償。

            6. 采用電容補償柜能節省多少柴油費用呢?

            2VTA28-G5  550KW機組在735KW負載狀況下,每小時的耗油量為204.3,而一臺KTA38-G5  880KW機組在735KW負載狀況下,每小時的耗油量為187,即通過電容補償后,每小時耗油量可節省17.3燃油。以每升燃油費用為HK$2.50,則每小時可節省燃油費用HK$43.00,每天以16小時計算,則每天可節省燃油費用HK$688.00

            7. 采用電容補償柜,多長時間可收回全部投資?

            采用一臺240KVAR及一臺540KVAR的電容補償柜,約須投資HK$130000.00,以每天節省燃油費用HK$688.00元,即收回投資的天數為:130000÷688=189天。

            8. 提高功率因數有何經濟價值?

            1)  提高發供電設備的供電能力。(735KW負載在功率因數為0.62時,需要2VTA28-G5  550KW發電機組供電,將功率因數提高到0.98時,只需要一臺KTA38-G5  880KW發電機組就能維持運轉)。

            2)  節省供電、發電設備的投資,提高用電設備的利用率。

            3)  降低電力系統的電壓損失,減小電壓波動,改善電能質量。

            4)  減小輸、變、配電設備中的電流,從而降低電能輸送過程的電能損失。

            5)  減少電費,降低成本。

            9. 電容補償器對線路供電有無不良影響?

                  在線路中安裝電容補償柜,其功能在于使線路負載盡可能趨向純電阻線路,提

            高功率因數,即使電器補償器發生故障(比如電容、交流接觸器、微電腦補償控制

            器損壞),它所帶來的最大損失只局限于個別或者整個單柜的電容不工作,對整個

            線路的供電沒有任何影響。

            二、局部補償

                 線路在進行集中補償后,如輸送線路距離較遠,而且終端負載的功率又很大,此時的線路發熱損耗就十分可觀。在這種情況下,就應該在集中補償的基礎上,對局部大功率的負載進行電容補償,從而降低線路的電流值,減少線路的發熱損耗,同時又延長了電纜的工作壽命。

            舉例:一臺功率為400KW的電機,測得其功率因數為0.66,該電機離集中補償柜的線路距離為400米,現通過局部補償,將其功率因數提高到0.98,需設計一臺多大容量的電容柜?而且通過線路損耗的降低從而達到節能的目的,需要多長時間才能收回電容柜的投資?

            1)  400KW的電機,功率因數為0.66時,其工作電流值:

                I1 = P1 ÷×U×COS1= 400×1000 ÷(×380×0.66 = 920A

            2)  功率因數提高到0.999時,其工作電流值:

                I2 = P ÷×U×COS2= 400×1000 ÷(×380×0.98= 620A

            3) 銅的電阻率ρ = 0.017241 Ω ·mm2 /m,金屬的電阻計算方程式為R =ρ L

                                                                                 S

                L:長度,單位為米; S:橫截面積,單位為平方毫米)。

                 假設400KW電機采用的電纜規格為每相兩根185mm2 銅芯電纜,則300

            2×185mm2 銅芯電纜的電阻值為:

                R =ρ L  = 0.017241 ×   400   = 0.0186Ω

                      S                  370

            4)  功率因數為0.65,電纜的線路損耗為:

            P=I12R=920×920×0.0186=15768W=15.768KW

            5)  將功率因數提高到0.98時,電纜的線路損耗為:

            P2 = I22R = 620×620×0.0186 = 7161W = 7.161KW

            6)  假設該臺機每天的工作時間為16小時,每度電的電費按$1.00計,

                則每天節省的電費為(15.768 – 7.161×16×1.00 = $138.00

            每個月節省的電費為$138.00×30 = $4140.00。

            7)  每千瓦負載的功率因數從0.66補償到0.98,需要0.94KVAR的電容,現負載的

            功率為400KW,則電容柜的容量為376KVAR。采用CA系列,該電容柜的投

            資費用約為$63000.00,約需14個月可收回電容柜的全部投資;如采用CB

            列電容柜,該電容柜的投資費用約為$52000.00,約需11個月可收回電容柜的

            全部投資。

            1.   什么叫視在功率、有功功率和無功功率?

            1>、視在功率(S):

            電路中電壓U和電流I的乘積叫視在功率(S),對于三相電,S=UI

            2>、有功功率(P):

            視在功率乘以電流和電壓間相位差的余弦,即視在功率乘負載的功率因數COS∮,
            P=
            UICOS∮。

            3>、無功功率(Q):

            視在功率乘以電流和電壓間相位差的正弦,即Q=UISin∮。

            電阻性元件消耗的功率為有功功率,比如電熱絲、燈泡等,電感性元件消耗的功率為無功功率,比如電動機、電磁設備、變壓器等。

            2.   在純電阻、純電感和純電容電路中,電流和電壓的相位角各如何?

            1>、純電阻電路電壓U和電流I同相,相位角為零。

            2>、純電感電路:電流滯后于電壓90度。

            3>、純電容電路:電流超前于電壓90度。

            3.   電容補償器的作用是什么?

            U/t,I/t的波形圖可以看出,純電感電路的電流滯后于電壓90度,電感元件消耗大量的無用功,而純電容電路電流超前于電壓90度,所以我們在負載線路中串入一個電容電路,促使負載的特性趨近于純電阻性電路,即電流和電壓同相,使供電能源盡可能得以充分利用。

            4.   如何測出用戶負載的功率因數?

            可直接用功率因數表測得。

            5.   如何計算負載需要多大的電容補償量?

            1>、用功率因數表測出負載的功率因數COS1,假設該值為0.62。

            2>、計算出用戶負載的有功功率。先讀出所有發電機工作時的最大電流總和,假設該值為1800安培,則發電機輸出的有功功率為:

                    (×380×1800×0.62)÷1000=735KW

                發電機輸出的有功功率供給負載作為負載的有功消耗,如負載的功率因素為0.62,則負載的有功功率為735KW,消耗的電流值為1800A,此時須采用2VTA28-G5 550KW發電機組進行供電,每小時柴油消耗量為204.3。

            3>、設計電容柜時,我們通過電容補償,使負載的功率因數提高到COS2=0.98,此時735KW負載所消耗的電流值為:735×1000÷(×380×0.98=1550(A)此時須采用一臺KTA38-G5  880KW發電機組進行供電,每小時柴油消耗量為187。

            4>、查表,負載功率因數從0.62提高到0.98,每千瓦負載需1.06KVAR的電容進行補償。

            5>、 現負載功率為735KW,則需780KVAR的電容進行補償。

            6.   采用電容補償柜能節省多少柴油費用呢?

            2VTA28-G5  550KW機組在735KW負載狀況下,每小時的耗油量為204.3,而一臺KTA38-G5  880KW機組在735KW負載狀況下,每小時的耗油量為187,即通過電容補償后,每小時耗油量可節省17.3燃油。以每升燃油費用為HK$2.50,則每小時可節省燃油費用HK$43.00,每天以16小時計算,則每天可節省燃油費用HK$688.00

            7.   采用電容補償柜,多長時間可收回全部投資?

            采用一臺240KVAR及一臺540KVAR的電容補償柜,約須投資HK$130000.00,以每天節省燃油費用HK$688.00元,即收回投資的天數為:130000÷688=189天。

            8.   提高功率因數有何經濟價值?

            1>、提高發供電設備的供電能力。(735KW負載在功率因數為0.62時,需要2VTA28-G5  550KW發電機組供電,將功率因數提高到0.98時,只需要一臺KTA38-G5  880KW發電機組就能維持運轉)。

            2>、節省供電、發電設備的投資,提高用電設備的利用率。

            3>、降低電力系統的電壓損失,減小電壓波動,改善電能質量。

            4>、減小輸、變、配電設備中的電流,從而降低電能輸送過程的電能損失。

            5>、減少電費,降低成本。

            9.   電容補償器對線路供電有無不良影響?

            在線路中安裝電容補償柜,其功能在于使線路負載盡可能趨向純電阻線路,提高功率因數,即使電器補償器發生故障(比如電容、交流接觸器、微電腦補償控制器損壞),它所帶來的最大損失只局限于個別或者整個單柜的電容不工作,對整個線路的供電沒有任何影響。

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