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为什么母线电压和无功功率有关?

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一、为什么母线电压和无功功率有关?

感性无功增加,是因为感性负载过多或负载力率过小,有功电流偏小,无功电流偏大去维系负载运行的正常激磁,使母线总电流(有功和无功汇总)增大,线损耗增大引起电压降低;而容性无功(合理增加,cosφ≥0.9、≤1)增加,可提供感性负载运行的正常激磁,使母线免却或减小无功电流的输送,母线总电流就随着降低,线损耗大幅降低,电压也就随着升高。

二、无功功率对电压的影响有哪些?无功功率对电压?

电压与无功功率的关系:Q= 1.732UIsinφ

(无功功率:单位是乏(Var)或千乏(KVar),用Q表示,U为线电压,I为线电流, φ相电压与相电流的相位差,当三相电路对称时,则各相负载的有功功率相等。)

将电感或电容元件与交流电源往复交换的功率称之为无功功率。 有功功率反映的是电路消耗的功率,而无功功率反映的是电路储能元件的能量交换情况,它等于能量变换的最大功率。

许多用电设备(如配电变压器、电动机等)均是根据电磁感应原理工作的(即电生磁,磁生电),,它们电感线圈或电容为建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。

为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率,无功的实质作用是建立一个交变的电磁场;如果没有无功功率,电动机和变压器就不能建立工作磁场。

因此,所谓的"无功"并不是"无用"的电功率,只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已;因此在供用电系统中除了需要有功电源外,还需要无功电源,两者缺一不可。

如果电路中存在大量的感性负载,感抗有阻碍电流变化的性质,它使电流的相位比电压的相位滞后90°;而容抗却有与其相反的性质。

它使电流的相位比电压超前90°电感元件和电容元件都是储能元件,它们与电源之间进行能量互换是工作所需,但对储能元件本身来说,并没有消耗能量,所以我们把它叫做无功。无功功率的判定方法就是流过原件的电压和电流的相角。

值得注意的是,如果无用功过大(即UI矢量角过分接近90度),会导致用电器能量利用率底下,所回输到国家电网的杂波会扰乱原有波形,严重的情况下将导致事故,所以通常情况下会对含容或者含感电路进行处理,用电容和电感匹配用电器,使其相对电网来说是一个纯阻性器件。

扩展资料

影响无功功率因数的主要因素

(1)大量的电感性设备,如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计,在工矿企业所消耗的全部无功功率中,异步电动机的无功消耗占了60%~70%。

而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60%~70%。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。

(2)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10%~15%,它的满载无功功率约为空载时的1/3。因而,为了改善电力系统和企业的功率因数,变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。

(3)供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。

当供电电压高于额定值的10%时,由于磁路饱和的影响,无功功率将增长得很快,据有关资料统计,当供电电压为额定值的110%时,一般无功将增加35%左右。

当供电电压低于额定值时,无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以,应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。

参考资料来源:

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三、增大无功功率电压怎么变?

减小电压无功率越大,功率跟电流的平方成正比

四、无功功率和电压的关系,谁能详细说一下?

我想通过这个答案让你彻底明白这其中的道理。

先说一下结论:

电感消耗无功功率

无功功率不足

会导致同步发电机中发生

直轴去磁电枢

反应,去磁电枢反应就是把

气隙磁通减小

了,减小磁通导致

感应电动势下降

,感应电动势下降自然会导致

电压下降

。如果要想保持电压不变,就必需去加大因为去磁电枢反应减小的那一部分磁通,怎么增大呢?

加大励磁电流即可

而于此相反的是,

电容

不仅不消耗无功功率反而会

发出无功功率

,无功功率过多对导致同步发电机发生

直轴助磁电枢反应

,助磁的意思是

增大了气隙磁场

,会导致

感应电动势增大

,进而导致电压升高。同样,为了保持电压不上升,要去

减小励磁电流

从而减小磁通。

电阻会消耗有功功率

有功功率

造成的是同步电机内的

交轴电枢反应

,交轴电枢反应会在发电机轴上产生一个

制动性质的电磁转矩

,这就会导致

发电机的转速下降

,同步发电机发出的电的频率和同步转速是有着严格的关系的,

转速下降必然导致频率的下降

。为了不让频率下降怎么办呢?那就只有

加大原动机的输入转矩

来抵消交轴电枢反应产生的制动电磁转矩。

其实上面的文字我已经描述的非常的详细了,如果你对同步发电机的电枢反应比较熟悉的话应该能够理解了,如果你不太熟悉,没关系,我接下来详细的来说一下这其中的道理。

同步电机的简单模型如上图所示,内部转子是一个电磁铁,有励磁绕组,外部定子有三相对称绕组,转子在原动机的拖动下切割定子绕组产生感应电动势,同步发电机工作原理很简单。

同步电机气隙内的磁通主要是由转子绕组建立的,在同步发电机空载情况下,定子线圈是没有电流的(有感应电动势,回路不通没有电流),但是当发电机带上负载以后,定子线圈内开始通过电流,电流流过定子线圈必然会建立定子(定子为电枢)磁场,这个磁场必然会干扰原来的转子磁场,这种干扰就叫

电枢反应

但是到底会产生什么样的电枢反应和发电机带的负载性质有很大的关系。

最简单的情况,负载是纯阻性的,就是只有电阻。

这个时候,电枢感应电动势和负载电流是同相位的(我们把转子磁动势的方向叫做直轴d轴,和它垂直的方向叫做交轴q轴),从下图可以看出来,这个时候电枢磁动势和转子磁动势是相互垂直的,所产生的电枢反应叫做交轴电枢反应,你可以用左手定则判断一下这个时候转子绕组会受到一个制动性质的电磁转矩,这个制动性质的电磁转矩会使得电机转速下降,从而导致频率下降。

第二种情况,发电机负载是纯感性负载的时候

这个时候,电枢电流会滞后于感应电动势90°,消耗无功功率,就会出现下图的情况。注意和上图相比较,感应电动势相位没有变,但是电流滞后了90°,那么电枢电流建立的电枢磁场也滞后90°,这个时候电枢磁场刚好和励磁磁场刚好方向相反,这时候叠加的话就是典型的去磁电枢反应,叫做:

直轴去磁电枢反应

。去磁,就会使得感应电动势降低,没什么好说的,电压下降。你要注意,这个时候,转子绕组依旧受到电磁力,但是不能形成转矩,所以就不会干扰发电机的转速和频率,要想改善这种情况直接加大转子绕组上的励磁电流就可以了。

第三种情况,这个时候负载是纯容性的。

这个时候呢,电流超前于电压90°,发出无功功率,如下图所示。感应电动势的方向依旧不变,但是电流方向超前90°,那么电枢磁动势就变成了下面这样的情况,电枢磁动势和励磁磁动势同相位了,这必然导致磁通变大,磁通变大感应电动势升高,电压升高,没什么好说的,要想不让电压升高,那就降低励磁电流好了!

你现在应该明白了为什么无功影响电压,有功影响频率了吧!没有讲明白的地方可以告诉我,我可以修改。

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五、为什么无功功率补偿可以调节电压?

  无功补偿设备的作用

  1、改善功率因数

  要尽量避免发电机降低功率因数运行,同时也防止向远方负载输送无功引起电压和功率损耗,应在用户处实行低功率因数限制,即采取就地无功补偿措施。

  2、改善电压调节

  负载对无功需求的变化,会引起供电点电压的变化,对这种变化若从电源端(发电厂)进行调节,会引起一些问题,而补偿设备就起着维持供电电压在规定范围内的重要作用。

  3、调节负载的平衡性

  当正常运行中出现三相不对称运行时,会出现负序、零序分量,将产生附加损耗,使整流器波纹系数增加,引起变压器饱和等,经补偿设备就可使不平衡负载变成平衡负载。

  低压无功补偿的作用

  1、提高功率因数,避免力调电费(即罚款);

  2、提高变压器有功输出,提高变压器使用效率;

  3、降低变压器损耗;

  4、降低输送线路损耗;

  5、改善用电环境,提高电网质量;

六、已知电压电流求有功功率无功功率?

单相有功功率=电压*电流*cosΦ,cosΦ-功率因数,无功功率=电压*电流*sinΦ,Φ-电压电流相位差。纯电阻电路Φ=0,有功功率=电压*电流,无功功率=0。对于有感性负载的电路,电压电流相位差越小功率因数越大,有功功率越大。有功功率与无功功率的平方和等于视在功率的平方。

七、无功功率过大为什么会电压降低?

无功功率对电压的影响

电力系统中的无功消耗主要来自两个方面,一是输电线路自身消耗的无功,另一方面是负荷消耗的无功。输电设备在输送电能时要吸收一定的无功,在高压配电网络中为了提高电网的输送容量和系统的稳定性一般会对这部分无功进行补偿,如对线路进行串联补偿,一些重要的节点进行并联补偿。负荷吸收的负载主要是指感性负载和大量的非线性负荷消耗无功,如工业生产和日常生活中使用的异步电动机,日光灯、以及各种变流设备,工业电炉、电气机车等,这些负荷中有些容量很大,再启动和使用中都会吸收大量的无功,常会引起电网电压波动和畸变。在电力系统中,负载中的感性负载会降低电网的功率因数,会给电力系统产生下列不良影响。

(1)降低发电机组的输电能力和输变电设备的输电能力,是电气设备的效率降低,发电和输变电成本提高。

(2)增加了输电损耗,降低了系统的经济效益。

(3)增加了电网网络中的电压损耗,引起电压的波动和闪变。

八、如何计算无功功率补偿电容

什么是无功功率补偿电容

无功功率补偿电容是一种电气设备,用于改善电力系统中的功率因数。它能够帮助调整电路中的无功功率,以提高功率因数并降低无功损耗。无功功率补偿电容通常是通过接入电路中的电容器来实现的。

为什么需要进行无功功率补偿

电力系统中,大量的电气设备如电动机、电感器等都会产生无功功率,这导致了电路中的功率因数较低。功率因数是衡量电路效率的重要指标,它反映了电路中有用功率和总功率之间的比例关系。当功率因数低于1时,电路中会有较大的无功损耗,不仅会浪费电能,还会引起电压降低、设备过热等不良后果。

通过进行无功功率补偿,可以提高电路的功率因数,减少无功损耗,并且对于电网的稳定运行和节能都具有重要意义。

无功功率补偿电容的计算方法

计算无功功率补偿电容的方法主要有两种:定值法和经验法。

  • 定值法:这种方法是根据电路的功率因数目标值来确定补偿电容的额定容量。根据已知的功率因数目标值、电路的有功功率和电压电流参数,使用相关的公式来计算所需的无功功率补偿容量。
  • 经验法:这种方法是根据实际经验推荐的容量值来选择补偿电容。通过参考类似电路的实际操作情况,选择一个合适的容量范围,然后再根据具体情况进行调整。

计算公式示例

下面是一种常用的计算公式示例,用于定值法计算无功功率补偿电容的额定容量:

所需补偿电容的容量(kvar)= 2 x π x 频率(Hz) x 电压(V) x 无功功率(kvar)

注意事项

在进行无功功率补偿电容的计算时,需要考虑以下几点:

  • 电路的功率因数目标值:根据实际需求和电力系统的要求确定一个合适的目标值。
  • 电压电流参数的准确测量:需要准确测量电路的电压、电流等参数,以确保计算结果的准确性。
  • 补偿电容器的选择:根据计算结果选择合适的补偿电容器,包括容量、电压等参数。

通过以上的计算方法和注意事项,可以准确计算出无功功率补偿电容的额定容量,以提高电路的功率因数并降低无功损耗。

感谢您的阅读

希望本文对您了解无功功率补偿电容的计算方法有所帮助。无功功率补偿是提高电力系统效率和节能的重要手段,对于电力行业和工业生产都有重要意义。

九、无功功率论文答辩问题

无功功率论文答辩问题

在电力系统中,无功功率是一项重要的问题,特别是对于电力工程学生在论文答辩时涉及到的话题之一。无功功率的研究和探讨对于提高电力系统的稳定性、降低能量损耗以及改善电网质量具有重要意义。然而,在答辩过程中,可能会遇到一些关于无功功率的问题,需要我们做好准备来应对。下面是一些在无功功率论文答辩中常见的问题以及相应的回答:

1. 无功功率是什么,为什么它重要?

无功功率是指在电力系统中不能直接转换为有用功的功率。它通过无功元件(如电容器和电感器)在电路中来回转化。无功功率的存在对电力系统的稳定性和质量起着重要作用。过多的无功功率会导致电网不稳定,功率因数下降,增加电路的能量损耗。

2. 什么是功率因数?如何计算功率因数?

功率因数是用来衡量电路负载中有用功和无用功的比例。它可以通过有功功率除以视在功率来计算得到,其中有功功率指的是直接用于产生功的功率,视在功率指的是电路中总的功率,包括有用功和无用功。

3. 如何提高电路的功率因数?

要提高电路的功率因数,可以采取以下措施:

  • 安装功率因数补偿装置,如无功补偿电容器或静止无功发生器。
  • 合理设计电源和负载配置,使得负载的无功功率和有功功率匹配。
  • 减少电路中的无功功率源,如减少电感器和电容器的数量。

4. 什么是电容器和电感器?它们在电路中的作用是什么?

电容器是一种可存储电荷的被动元件,它在电路中存储和放出电能。电感器是一种储存磁场能量的元件,它在电路中扮演存储和释放电能的角色。它们在电路中的作用是提供无功功率的补偿和稳定。

5. 什么是无功功率补偿?为什么需要进行无功功率补偿?

无功功率补偿是通过安装补偿装置来减少电路中的无功功率,以改善功率因数和提高电网质量。对于电力系统而言,无功功率补偿可以改善电路的稳定性,减少能量损耗,并提高电能的利用率。常见的无功功率补偿装置包括静止无功发生器和电容器。

6. 如何评估电路的功率因数和无功功率?

评估电路的功率因数和无功功率可以通过测量电路的有功功率、视在功率和功率因数来实现。有功功率和视在功率可以通过电能仪表测量得到,功率因数可以通过相应的计算公式计算得到。

7. 无功功率对电力系统有哪些影响?

无功功率对电力系统有以下几个主要影响:

  • 降低电网的稳定性,可能引发电压波动和电流波动。
  • 增加电路的能量损耗,导致系统效率下降。
  • 降低电力传输能力,限制电力系统的容量。
  • 影响电力设备的寿命,加大维护和更换成本。

8. 无功功率研究的发展现状及趋势?

无功功率研究在电力系统中有着长远的发展前景。目前,随着电力系统的发展和智能化升级,对无功功率的研究越来越重视。未来的趋势将主要集中在无功功率优化控制、无功功率补偿技术、无功功率的监测与调度等方面,以进一步提高电力系统的可靠性和有效性。

希望以上问题和回答可以为大家在无功功率论文答辩中提供一些参考。无功功率作为电力系统中的重要话题,需要我们深入研究和探索,为电力系统的发展做出贡献。

十、为什么调整电压时常采用无功功率就地补偿?

因为无功补偿可以减小变压器输出的无功电流,因而可以减小线路的压降。所以可以调整线路的电压。