晶闸管投切电容器可以提高功率因数吗

绪论

电网中电力设备大多是根据电磁感应原理工作的，它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等。电源能量在通过纯电感或纯电容电路时并没有能量消耗，仅在用电负荷和电源之间往复交换，由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。无功功率反映了内部与外部往返交换能量的情况，它并不像有功功率那样表示单位时间所做的平均功率，但是它和有功功率一样是维护电力系统稳定，保证电能质量和安全运行必不可少的。

如果电网中的无功功率不足，致使用电设备没有足够的无功功率来建立和维持正常的电磁场，就会造成设备的端电压下降，不能保证电力设备在额定的技术参数下工作，从而影响用电设备的正常工作。具体表现在以下三方面：

（1）降低有功功率，使电力系统内的电气设备容量不能得到充分利用。在额定电压和额定电流下，由P=UIcosφ，若功率因数降低，则有功功率随之降低，是设备容量不能充分利用。

（2）增加输、配线电路中的有功功率和电能损耗。设备功率因数降低，在线路输送同样有功功率时，线路中就会流过更多的电流，是线路中的有功功率损耗增加。

（3）是线路的电压损失增加。使负载端的电压下降，有时甚至低于允许值，从而严重影响电动机及其他用电设备的正常运行。特别是在用

绪论

电网中电力设备大多是根据电磁感应原理工作的，它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等。电源能量在通过纯电感或纯电容电路时并没有能量消耗，仅在用电负荷和电源之间往复交换，由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。无功功率反映了内部与外部往返交换能量的情况，它并不像有功功率那样表示单位时间所做的平均功率，但是它和有功功率一样是维护电力系统稳定，保证电能质量和安全运行必不可少的。

如果电网中的无功功率不足，致使用电设备没有足够的无功功率来建立和维持正常的电磁场，就会造成设备的端电压下降，不能保证电力设备在额定的技术参数下工作，从而影响用电设备的正常工作。具体表现在以下三方面：

（1）降低有功功率，使电力系统内的电气设备容量不能得到充分利用。在额定电压和额定电流下，由P=UIcosφ，若功率因数降低，则有功功率随之降低，是设备容量不能充分利用。

（2）增加输、配线电路中的有功功率和电能损耗。设备功率因数降低，在线路输送同样有功功率时，线路中就会流过更多的电流，是线路中的有功功率损耗增加。

（3）是线路的电压损失增加。使负载端的电压下降，有时甚至低于允许值，从而严重影响电动机及其他用电设备的正常运行。特别是在用

绪论

电网中电力设备大多是根据电磁感应原理工作的，它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等。电源能量在通过纯电感或纯电容电路时并没有能量消耗，仅在用电负荷和电源之间往复交换，由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。无功功率反映了内部与外部往返交换能量的情况，它并不像有功功率那样表示单位时间所做的平均功率，但是它和有功功率一样是维护电力系统稳定，保证电能质量和安全运行必不可少的。

如果电网中的无功功率不足，致使用电设备没有足够的无功功率来建立和维持正常的电磁场，就会造成设备的端电压下降，不能保证电力设备在额定的技术参数下工作，从而影响用电设备的正常工作。具体表现在以下三方面：

（1）降低有功功率，使电力系统内的电气设备容量不能得到充分利用。在额定电压和额定电流下，由P=UIcosφ，若功率因数降低，则有功功率随之降低，是设备容量不能充分利用。

（2）增加输、配线电路中的有功功率和电能损耗。设备功率因数降低，在线路输送同样有功功率时，线路中就会流过更多的电流，是线路中的有功功率损耗增加。

（3）是线路的电压损失增加。使负载端的电压下降，有时甚至低于允许值，从而严重影响电动机及其他用电设备的正常运行。特别是在用

华北电力大学

毕业设计(论文)

晶闸管投切电容器及控制技术研究

专 业 电气工程及其自动化 班 级 y电本1201 学生姓名 栾新庆 指导教师 赵国鹏

成人教育学院 2016年 05 月 11 日

摘 要

随着低压供电系统中感性冲击负荷越来越多，引起电网电压波动和闪变、三相供电不平衡以及电压电流波形畸变等，造成电网电能质量的严重恶化.为了提高系统供电质量和供电效率必须对电网进行无功补偿及滤波.晶闸管投切电容器(TSC)一种简单易行的补偿措施，并已得到广泛应用。但是长期以来无功补偿装置存在可靠性低、使用寿命短、开关冲击大等不足，这些不足严重制约了补偿装置的发展。因此随着计算机数字控制技术和智能控制理论的发展，一些先进的控制方法引入ＴＳＣ控制，合理选择电子器件及设计控制器电路，合理选择检测物理量和控制算法，提高其智能控制水平，进一步提高产品的可靠性和抗干扰能力，减小投切的震荡，降低产品成本，提高产品的竞争力是今后的一个研究方向。

本文介绍了无功功率的作用及无功补偿的意义；晶闸管投切电容器的研究现状及前景；无功补偿方式；电容器

电容器组投切时的操作步骤

1）、全站停电操作时，应先拉电容器组开关，再拉各路的出线开关。

2）、全站恢复送电时，应先合各路出线开关，再合电容器开关。

3）、全站故障失去电源后，没有失压保护的电容器组，必须将电容器组断开，以免电源重新合闸时损坏电容器。

4）、任何额定电压的电容器组，禁止将电容器组带负荷投入电源，以免损坏设备，电容器组每次分闸后，重新合闸时，必须将电容器停电3——5分钟，放电后进行。

电容器自动补偿原理

一、KL-4T 智能无功功率自动补偿控制器

1、 补偿原理

JKL-4T 智能无功功率自动补偿控制器采用单片机技术，投入区域、延时时间、过压切除门限等参数已内部设定，利用程序控制固态继电器和交流接触器复合工作方式，投切电容器的瞬间过渡过程由固态继电器执行，正常工作由接触器执行(投入电容时，先触发固态继电器导通，再操作交流接触器上电，然后关断固态继电器；切除电容时先触发固态继电器导通，再操作交流接触器断电，然后关断固态继电器)，具有电压过零投入、电流过零切除、无拉弧、低功耗等特点。

2、 计算方法及投切依据

以电压为判据进

实验三 功率因数的提高

一、实验目的

1．掌握日光灯线路的接线。

2. 理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。

二、原理说明

1．日光灯电路（图3－1）是感性负载电路。镇流器L可看作电感与电阻的串联；点燃的日光灯管看成是电阻元件。

2．例如20瓦日光灯电路在外加电压U=220V（有效值）的作用下，灯管电流为0.31A，电路的有功功率为P=20W，日光灯的功率因数为

cos??PUI?

20?0.293

220?0.31日 光 灯 管

启 动 器

图3－1 日光灯原理图

负载功率因数低使得供电电源设备容量不能充分利用；另外，因为功率因数低，线路总电流大，电压降加大，导致电能损耗增加，这些都是很不经济的。

3．在日光灯电路上并联电容（图3－2）可以提高功率因数。由图3－3的相量图可见，

?这一分量，总电流减少了，整个负载的功率因数提高了。 由于有了IC4．例如用带有镇流器的20瓦日光灯作为感性负载，通过并联电容（电容数值可调）以提高功率因数。由于灯管是非线性电阻，镇流器是带铁芯的线圈，可看成是电阻与非线性电感的串联。因此，电路中的电流和元件

一。 提高功率因数的实际意义

1． 对于电力系统中的供电部分，提供电能的发电机是按要求的额定电压和额定电流设计的，发电机长期运行中，电压和电流都不能超过额定值，否则会缩短其使用寿命，甚至损坏发电机。由于发电机是通过额定电流与额定电压之积定额的，这意味着当其接入负载为电阻时，理论上发电机得到完全的利用，因为P=U*I*cosØ中的cosØ=1；但是当负载为干性或容性时，cosØ<1,发电机就得不到充分利用。为了最大程度利用发电机的容量，就必须提高其功率因数。

2． 对于电力系统中的输电部分，输电线上的损耗：Pl=RI*I，负载吸收的平均功率：P.=V*I*cosØ ，因为I=P./V/ cosØ，所以Pl=R*P./V/cosØ（V是负载端电压的有效值）。

由以上式可以看出，在V和P都不变的情况下，提高功率因数cosØ会降低输电线上的功率损耗！

在实际中，提高功率因数意味着：

1) 提高用电质量，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，这就有利于安全生产。

2) 可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支。例如：当cosØ=0.5时的损耗是cosØ=1时

一。 提高功率因数的实际意义

1． 对于电力系统中的供电部分，提供电能的发电机是按要求的额定电压和额定电流设计的，发电机长期运行中，电压和电流都不能超过额定值，否则会缩短其使用寿命，甚至损坏发电机。由于发电机是通过额定电流与额定电压之积定额的，这意味着当其接入负载为电阻时，理论上发电机得到完全的利用，因为P=U*I*cosØ中的cosØ=1；但是当负载为干性或容性时，cosØ<1,发电机就得不到充分利用。为了最大程度利用发电机的容量，就必须提高其功率因数。

2． 对于电力系统中的输电部分，输电线上的损耗：Pl=RI*I，负载吸收的平均功率：P.=V*I*cosØ ，因为I=P./V/ cosØ，所以Pl=R*P./V/cosØ（V是负载端电压的有效值）。

由以上式可以看出，在V和P都不变的情况下，提高功率因数cosØ会降低输电线上的功率损耗！

在实际中，提高功率因数意味着：

1) 提高用电质量，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，这就有利于安全生产。

2) 可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支。例如：当cosØ=0.5时的损耗是cosØ=1时

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《电容器和电容》教案

《电容器和电容》教案 一、教学目标 【知识与技能目标】

1.知道什么是电容器并分析其充电、放电过程。

2.理解电容器的电容概念及其公式，并能用来进行有关的计算。 【过程与方法目标】

学会控制变量法的实验方法，提高学生综合运用知识的能力。 【情感态度价值观目标】

结合实际，激发学生学习物理的兴趣，培养学生热爱科学，积极向上的情感。 二、教学重、难点 【重点】

电容的概念、公式及其单位 【难点】

电容器的充电和放电的过程分析 三、教学过程 环节一：导入新课

直接导入：今天我们来学习一种全新的物理元件，叫做电容器。 举例：水杯。这是一种盛水的容器，那么电容器其实也是一种容器，只不过它是用来装电荷的容器。 环节二：导出概念 电容器 【实物体验】

在我们的日常生活中，哪些电器中用到了电容器? 教师用多媒体课件展示各种电器的图片。

请学生思考：这么多的电器中用到了电容器，电容器是什么样的元件?它的基本构成是怎样的? 环节三：明确概念 【定义概念】

电容器：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质―电解

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质，就组成了一个最简单的电容器。实际上，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成

功率因数,直接关系到输电线路的效率,关系到负载的经济运行,常用的方法很多,但在特定的现场,最佳的只能一种,怎么把它找出来,阅后便知.

如何提高烘箱用电负荷的功率因数

风机类负载在工矿企业中应用面广，用电量多的特点。如果风机与其配套的电动机不匹配的话，那么它们就工作在非经济运行状态。在此状态下，电机运行效率低，损耗大；线路功率因数低，需要大容量电容器补偿；电机及其线路中的空气开关、接触器、热继电器等低压电器故障率高。为此国家在95年就颁布了国家强制性标准：《三相异步电动机的经济运行》（GB12497-1995），2006年又做了修订。在我分厂，烘箱在运行中远远没有达到标准中的“经济运行”，甚至达不到允许使用范围，处于“非经济运行”状态。在此状态下，电机的功率因数很低，只有0.5左右，经电容补偿后，也就补偿到0.7，远远达不到0.95的要求。由于烘箱的数量多，功率大，运行时间长，所以提高其功率因数具有重要的意义。那么如何提高其功率因数呢？

理论依据：

对于交流异步电机，电机要得到足够的功率，必须要有足够的励磁电流。励磁电流是由电压决定的，它不会因负载的减小而减小，电机负载很小时较小的励磁电流就足以满足负载的需要，那么电机就没必要施加太大的励磁电流，也就是