• 正文
    • 1.电容补偿原理
    • 2.电容补偿基本原则
    • 3.电容补偿的作用
  • 电子产业图谱
申请入驻 产业图谱

电容补偿

2022/12/06 作者:eefocus_3880508
阅读需 6 分钟
加入交流群
扫码加入
获取工程师必备礼包
参与热点资讯讨论

电容补偿就是无功补偿或者功率因数补偿。电力系统的用电设备在使用时会产生无功功率,而且通常是电感性的,它会使电源的容量使用效率降低,而通过在系统中适当地增加电容的方式就可以得以改善。 电力电容补偿也称功率因数补偿,(电压补偿,电流补偿,相位补偿的综合)。

1.电容补偿原理

在交流电路中,电阻、电感、电容元件的电压、电流的相位特点为在纯电阻电路中,电流与电压同相位;在纯电容电路中电流超前电压90°;在纯电感电路中电流滞后电压90°。从供电角度,理想的负载是P与S相等,功率因数cosφ为1。此时的供电设备的利用率为最高。而在实际上是不可能的,只有假设系统中的负荷,全部为电阻性才有这种可能。电路中的大多数用电负荷设备的性质都为电感性,这就造成系统总电流滞后电压,使得在功率因数三角形中,无功Q边加大,则功率因数降低,供电设备的效率下降。

功率三角形是一个直角三角形,用cosφ(即φ角的余弦)来反映用电质量的高低,大量的感性负载使得在电力系统中,从发电一直到用电的电力设备没有得到充分的应用,相当一部分电能,经发、输、变、配电系统与用户设备之间进行往返交换。

从另一个方面来认识无功功率,无功功率并非无用,它是感性设备建立磁场的必要条件,没有无功功率,我们的变压器和电动机就无法正常工作。因此,设法解决减少无功功率才是正解。

实际应用中,电容电流与电感电流相位差为180°称作互为反相,可以利用这一互补特性,在配电系统中并联相应数量的电容器。用超前于电压的无功容性电流抵消滞后于电压的无功感性电流,使系统中的有功功率成分增加,cosφ得到提高,实现了无功电流在系统内部设备之间互相交换。这样就减少了无功占用的部分电源设备容量,从而提高了系统的功率因数,从而也就提高了电能的利用率。

对功率三角形以及RLC混联电路中的电压与电流的特点和变化规律如图所示。电路的两个支路中,电阻和电感组成RL支路,它的电流相位由于电阻R与电感L的串联作用,显然与电压的相位存在着滞后,电阻的存在使得这种滞后不再是90°,在阻抗三角形中,它取决于电阻R与感抗XL的比值。

按平行四边形作法,可以根据其电阻和电感的数值得到阻抗三角形,并得到φ1的角度。而在另一个支路中,电容Ic的电流相位则超前电压90°。系统中的总电流不是以上两者的代数和,而是电容与电感和电阻电流的相量和。由此可见,在补偿电容投入后,由于电容电流抵消了一部分电感电流后,仍按平行四边形作法得到φ2的角度。由此可见φ2的角度比φ1小;其余弦值cosφ得到提高,无功功率减小,降低了系统的总电流。

电容补偿原理

2.电容补偿基本原则

1、欠补偿

补偿的电容电流要求小于被抵消的电感电流。补偿后仍存在一定数量的感性无功电流,令cosφ小于1但接近1。

2、全补偿

按照感性实际负荷电流配置电容器,IC=IL将感性电流用容性电流全部抵消掉,令cosφ等于1。

3、过补偿

大量投入电容器,在全部抵消掉电感电流后,还剩余一部分电容电流,此时原感性负载转化为容性负荷性质。功率因数cosφ仍然小于1。

在以上的三种情况中,按电路规律进行分析后,确定补偿的基本原则为欠补偿最为合理。全补偿在RLC混联电路中,如若电感电流与电容电流相等时,系统中就会发生电流谐振,设备中将产生几倍于额定值的冲击电流,危及系统和设备安全。

过补偿既不经济也不合理,当系统负载性质转换为容性时,在功率因数超过1以后,反而降低。而且在超过l的同时也可能引起电路电流谐振。以上两种补偿方式显然都不可取。

补偿的基本原则就是必须采用欠补偿方式,补偿后的功率因数则要求小于1,并且尽量接近1。为了防止谐振,一般将上限确定在0.95。

电容补偿基本原则

3.电容补偿的作用

1、电容在交流电路里可将电压维持在较高的平均值。近峰值,高充低放,可改善增加电路电压的稳定性。

2、对大电流负载的突发启动给予电流补偿,电力补偿电容组可提供巨大的瞬间电流,可减少对电网的冲击。

3、电路里大量的感性负载会使电网的相位产生偏差,(感性元件会使交流电流相位滞后,电压相位超前90度),而电容在电路里的特性与电感正好相反,起补偿作用。

电容补偿的作用

电子产业图谱

TA的热门作品
查看更多