1、电感和电容在无功功率中的作用15页文档资料电力系统电压与无功补偿唐宋或更早之前，针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目，其相应传授者称为“博士”，这与当今“博士”含义已经相去甚远。而对那些特别讲授“武事”或讲解“经籍”者，又称“讲师”。“教授”和“助教”均原为学官称谓。前者始于宋，乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的讲授者；而后者则于西晋武帝时代即已设立了，主要协助国子、博士培养生徒。“助教”在古代不仅要作入流的学问，其教书育人的职责也十分明晰。唐代国子学、太学等所设之“助教”一席，也是当朝打眼的学官。至明清两代，只设国子监（国子学）一科的“助教”，其身价不谓显赫，也称得上朝廷要员
2、。至此，无论是“博士”“讲师”，还是“教授”“助教”，其今日教师应具有的基本概念都具有了。 现代生产和现代生活离不开电力。电力部门不仅要满足用户对电力数量不断增长的需要，而且也要满足对电能质量上的要求。所谓电能质量，主要是指所提供电能的电压、频率和波形是否合格，在合格的电能下工作，用电设备性能最好、效率最高，电压质量是电能质量的一个重要方面，同时，电压质量的高低对电网稳定、经济运行也起着至关重要的作用。 信息请登陆:输配电设备网 要练说，得练看。看与说是统一的，看不准就难以说得好。练看，就是训练幼儿的观察能力，扩大幼儿的认知范围，让幼儿在观察事物、观察生活、观察自然的活动中，积累词汇、理解词义
3、、发展语言。在运用观察法组织活动时，我着眼观察于观察对象的选择，着力于观察过程的指导，着重于幼儿观察能力和语言表达能力的提高。 1. 电压与无功补偿 单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。 信息来自:输配电设备网电压顾名思义就是电(力)的压力。在电压的作用下电能从电源端传输到用户端，驱动用
4、电设备工作。 信息来自:输配电设备网 交流电力系统需要电源供给两部分能量，一部分将用于作功而被消耗掉，这部分电能将转换为机械能、光能、热能或化学能，我们称为“有功功率”。另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有作功，由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。在电力系统中，除了负荷无功功率外，变压器和线路的电抗上也需要大量无功功率。 信息来自:输配电设备网 国际电工委员会给出的无功功率的定义是：电压与无功电流
5、的乘积为无功功率。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件活动所需要的功率交换称为无功功率。 信息来自:tede 电容和电感并联接在同一电路时，当电感吸收能量时，正好电容释放能量;电感放出能量时，电容正好吸收能量。能量就在它们中间互相交换。即电感性负荷所需的无功功率，可以由电容器的无功输出得到补偿，因此我们把具有电容性的装置称为“无功补偿装置”。 信息请登陆:输配电设备网电力系统常用的无功补偿装置主要是电力电容器和同步调相机。 信息来源:http:/tede 若电力负荷的视在功率为S，有功功率为P，无功功率为Q，有功功率、无功功率和视在功率之间的关系可以用一个直角三角形来表示，以有功功率和无功功
6、率各为直角边，以视在功率为斜边构成直角三角形，有功功率与视在功率的夹角称为功率因数角。有功功率与视在功率的比值，我们称为功率因数，用cosf表示，cosf = P/S。它表明了电力负荷的性质。 信息来源:http:/tedeP = UIcosf 信息来自:输配电设备网 Q = UIsinf 信息来源:http:/tedeS = (P2 + Q2)1/2 = UI 信息来自:输配电设备网 有功功率的常用单位为千瓦(kW)，无功功率为千乏(kvar)，视在功率的单位为千伏安(kVA)。 信息请登陆:输配电设备网无功功率按电路的性质有正有负，Q为正值时表示吸收无功功率，Q为负值时表示发出无功功率，在
7、感性电路中，电流滞后于电压，f 0，Q为正值。而在容性电路中，电流超前于电压，f 0，Q为负值。（f表示电流与电压的方向，是滞后还是超前）信息来源:http:/tede 这就是人们通常称电动机等设备“吸收”无功而电容器发出“无功”的道理。 信息来自:tede2. 电压水平与无功功率补偿 信息来源:http:/tede当输电线路或变压器传输功率时，电流将在线路或变压器阻抗上产生电压损耗，下面以一条输电线路为例来分析这个问题。一段输电线路的单相等值电路，其中R、X分别为一相的电阻和等值电抗，U1、U2为首未端相电压，I为线路中流过的相电流。 信息来自:输配电设备网 为了说明问题，以线路末端电压U2
8、为参考轴，设线路电流I为正常的阻感性负荷电流，它滞后于U2一个角度f，电流流过线路电阻产生一个电压降IR，它与电流向量同方向，同时，线路电流也在线路上产生一个电压降IX，它超前于电流向量90度,U1就是U2、IR、IX三个电压的和。 信息来自:输配电设备网线路的电压损耗DU为电压DU1和DU2之和，U1 = IRcosf，DU2 = IXsinf，所以线路的电压损耗为DU = DU1 + DU2 = I(Rcosf + Xsinf)，如果电流I用线路末端的单相功率S和电压U2来表示，即 信息来源:http:/tede P = U2Icosf, Q = U2Isinf 信息来源:http:/te
9、de则可得： 信息来自:输配电设备网 DU = (PR + QX)/U2 信息请登陆:输配电设备网由此可见，电压损耗由两部分组成，即有功功率在电阻上的压降和无功功率在电抗上的压降。 信息来源:http:/tede一般说来，在超高压电网的线路、变压器的等值电路中，电抗的数值比电阻大得多。所以无功功率对电压损耗的影响很大，而有功功率对电压损耗的影响则要小得多。因此，可以得出结论，在电力系统中，无功功率是造成电压损耗的主要因素。 信息来自:输配电设备网 从前面的分析我们知道，当线路、变压器传输功率时，会产生电压损耗，因而影响了电网各处电压的高低。如果能改变线路、变压器等电网元件上的电压损耗，也就改变
10、了电网各节点的电压状况。 信息来源:http:/tede由电压损耗表达式DU = (PR + QX)/U可知，要改变电压损耗有两种办法。 信息请登陆:输配电设备网(1)改变元件的电阻;(2)改变元件的电抗，都能起到改变电压损耗的作用。 信息来源:http:/tede可采取的一种办法是增大导线截面减小电阻以减小电压损耗，这种办法在负荷功率因数较高、原有导线截面偏小的配电线路中比较有效。适宜负荷不断增加的农村地区采用。 信息来自:tede 而电网中用的最多的办法是减少线路中的电抗，在超高压输电线路中广泛采用的分裂导线就可以明显降低线路的电抗。在我国，220kV线路一般采用二分裂、500kV线路采用
11、四分裂导线。采用分裂导线，降低线路电抗，不仅仅减少了电压损耗，而且有利于电力系统的稳定性，能提高线路的输电能力。现在已逐步采用的紧凑型结构输电线路，还可以进一步降低输电线路的电抗，不仅提高了电网的稳定性，同时，也降低了线路的电压损耗。 信息来源:http:/tede减小线路电抗的另一种办法是采用串联电容补偿，就是在线路中串联一定数值的电容器，大家知道，同一电流流过串联的电感、电容时，电感电压与电容电压在相位上正好差180度. 采用串联电容补偿其主要目的也是增加线路的输电能力，提高电网的稳定性，同时，也降低了线路电压损耗。 信息来自:tede串联电容器补偿，现在主要应用于超高压、大容量的输电线路
12、上，山西大同到北京的500kV输电线路全长300多km，在加装了串联电容补偿后电网线损降低，电压质量改善，电网运行的稳定性得到加强，而且输电能力提高了30%以上。 信息请登陆:输配电设备网 为了更直观的说明改变电抗对降低电路电压损耗的作用，我们举一个简单的例子： 信息来自:tede有一110kV线路，输送有功功率15MW，无功功率20Mvar，线路电阻R为2W，线路电抗XL为6W(这里只是假设的数值，因线路的电抗和线路的长度、截面、材料，结构等诸多因素有关，计算比较复杂) 信息来自:tede 求：在电抗XL = 6W和经补偿后电抗XL = 2W时的压降。 信息来源:http:/tede解：XL
13、 = 6W时电压损耗： 信息来源:http:/tede DU = (PR + QXL)/U = (151062 + 201066)/(11010331/2) = 788(V) 信息来自:tede XL = 2W时电压损耗： 信息来源:http:/tedeDU = (PR + QXL)/U = (151062 + 201062)/(11010331/2) = 368(V) 信息来自:tede 减少电压损耗 = 788V - 368V = 420V。 信息来自:输配电设备网 降低电抗后对提高电压的作用显而易见。 信息来源:http:/tede 除了用改变电力网参数来减少电压损耗以外，改变电压损耗的
14、另一个重要方面是改变电网元件中传输的功率。即改变表达式中的P和Q的大小，在满足负荷有功功率的前提下，要改变供电线路、变压器传输的有功功率，是比较困难的，常常是不可能的。因此，改变线路、变压器传输功率都是改变其无功功率，使表达式中的Q减少。由此我们引出无功功率的几个非常重要的关键的概念。 信息来自:tede2.1 无功功率补偿概念 信息来自:tede 当今电厂受水、环保等多方面的制约，它的位置越来越远离负荷中心，即使建在靠近负荷点，由于单机容量越来越大，发电机的额定功率因数也越来越高，这样，电网实际接受的无功功率就越来越少，单靠发电机发出的无功功率远远不能满足电网对无功功率的需要，必须配置各种无
15、功功率补偿装置。 信息来自:tede例如：目前北京地区有功负荷的2/3电力要从山西、内蒙、河北等地远距离用超高压500kV线路送来，为了能接受到这么多的有功功率，必须在北京地区负荷中心装设相应数量的无功功率补偿电力设施(一般为1kW的有功电力配1kvar的无功电力补偿设施)。 信息来自:输配电设备网 2.2 无功功率就地补偿的概念 信息来自:输配电设备网 无功补偿装置的分布，首先要考虑调压的要求，满足电网电压质量指标。同时，也要避免无功功率在电网内的长距离传输，减少电网的电压损耗和功率损耗。无功功率补偿的原则是做到无功功率分层分区平衡，就是要做到哪里有无功负荷就在那里安装无功补偿装置。这既是经济上的需要，也是无功电力特征所必需的，如果不这样做，就达不到最佳补偿的目的，解决不了无功电力就地平衡的问题。 信息来自:输配电设备网2.3 无功功率平衡的概念 信息请登陆:输配电设备网 如同有功功率平衡一样，电力系统的无功功率在每一刻也必须保持平衡。 信息来源:http:/tede在电力系统中，频率与有功功率是一对统一体，当有功负荷与有功电源出力相平衡时，频率就正常，达到额定值50Hz，而当有功负荷大于有功出力时，频率就下降，反之，频率就会上升。电压与
