電容補(bǔ)償柜的作用是提高感性負(fù)載線路的功率因數(shù)。
在交流電路中(我們用的電絕大多數(shù)是交流電),負(fù)載向電網(wǎng)吸取的電力有有功功率和無功功率之分。有功功率就是可以將電能轉(zhuǎn)化為其他能量的功率,如熱能、機(jī)械能、光能等等。一般說來無功功率則用來產(chǎn)生用電設(shè)備所需要的磁場的,特別是電動(dòng)機(jī)等電感性設(shè)備。無功功率是不消耗電能的,所以稱之為無功。但它要在電路中產(chǎn)生電流。這種電流稱之為電感電流。電感電流同樣會(huì)增加電氣線路和變壓設(shè)備的負(fù)擔(dān),降低電氣線路和變壓設(shè)備的利用率,增加電氣線路的發(fā)熱量。但沒有它,用電設(shè)備(特別是電動(dòng)機(jī)等電感性設(shè)備)又不能正常工作。怎么辦?那就找一種在同一電源下,所產(chǎn)生的電流與電感電流方向相反的電器接在線路上,用來抵消電感電流。這樣,既不影響電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生磁場,又能消除或減少線路上的電感電流,這種電器就是電容器。這種電容器就叫補(bǔ)償電容器,也叫電力電容器。它在線路上的電流正好與電感電流相反。只要在線路上接的電容數(shù)量與負(fù)載的電感分量相匹配,它產(chǎn)生的電容電流就能非常有效地消除或減少線路上的電感電流,也就是消除或減少負(fù)載向電網(wǎng)吸取無功功率。這樣就能減少電氣線路和變壓設(shè)備的負(fù)擔(dān),提高電氣線路和變壓設(shè)備的利用率,降低電氣線路的發(fā)熱量。那么,在電氣線路上安裝補(bǔ)償電容器就稱為無功補(bǔ)償,也叫對線路進(jìn)行無功優(yōu)化。
交流電通過電感線圈時(shí),電流要滯后電壓九十度相位角,通過電容時(shí),電流要超前電壓九十度相位角。電容補(bǔ)償柜的作用就是用電容的超前電流抵消因感性負(fù)載而產(chǎn)生的滯后電流,如果計(jì)算得當(dāng),功率因數(shù)可提高至1。
有功就是電阻消耗的,人們經(jīng)常所說的;無功就是感應(yīng)原件,電感,電容等,之間轉(zhuǎn)換的那些能量;提高功率因數(shù)就是要提有功,減少無功,這樣可利用的就多;以前電路是感性的,并聯(lián)電容器后,容性感性抵消一部分,從而使電流與電壓之間的夾角減小,即提高了功率因數(shù)。無功在電容與電感之間流動(dòng),來回轉(zhuǎn)換,減少了線路損耗。
提高功率因數(shù),以免被電力局罰款, 發(fā)電機(jī)功率因數(shù)超前是指發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行,發(fā)電機(jī)發(fā)出有功,吸收電網(wǎng)中的無功,以降低系統(tǒng)電壓。功率因數(shù)滯后即發(fā)電機(jī)遲相運(yùn)行,發(fā)電機(jī)發(fā)出有功,發(fā)出無功。
在交流電路中電壓和電流的相位有三種情況,當(dāng)負(fù)載是純電阻性質(zhì)時(shí),電壓和電流相位相同;當(dāng)負(fù)載是(或含有)電感性質(zhì)時(shí),電壓相位超前電流;當(dāng)負(fù)載是(或含有)容性負(fù)載時(shí),電壓相位滯后電流,或者說,電流相位超前電壓,也就是你說的容性電流。如:平常用的異步電機(jī),就是感性負(fù)載,用來補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)的補(bǔ)償電容就是容性負(fù)載。
換一句話說,我們單方面討論電流的關(guān)系,把電壓作為一個(gè)對比的定值,這個(gè)時(shí)候可以表述為:
如是容性負(fù)載(電容器),那么他會(huì)導(dǎo)致最終電流超前90度,如果是電感則產(chǎn)生最終電流超前-90度(即滯后90度)
反過來說,在平面直角坐標(biāo)系中,假設(shè)電壓為x軸水平方向,則是否超前則為y軸垂直方向,當(dāng)為容性負(fù)載時(shí)為y正半軸部分,感性負(fù)載為y負(fù)半軸部分
無論是正超前還是負(fù)超前(滯后)都會(huì)導(dǎo)致功率因數(shù)下降,而純阻性負(fù)載其超前角或滯后角是0度,這個(gè)時(shí)候功率因數(shù)為1
正因?yàn)槿菪院透行跃哂羞@種相反的性質(zhì),那么當(dāng)使用電動(dòng)機(jī)等感性負(fù)載時(shí),會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的負(fù)超前,這個(gè)時(shí)候就應(yīng)當(dāng)使用足夠的電容器進(jìn)行補(bǔ)償,使其無限逼近0度,保證功率因數(shù)無限的逼近1。
總之,功率因數(shù)下降,無論是正超前還是負(fù)超前都回導(dǎo)致下降,只有為0時(shí)才是最高的,而感性負(fù)載一應(yīng)用就肯定是負(fù)的了。所以就要用電容補(bǔ)償讓他接近0。
超前和滯后,對于送電系統(tǒng)而言,會(huì)導(dǎo)致輸送的有功能量下降,無功上升,換句話說,線路已經(jīng)負(fù)載50kw的功率,但事實(shí)上由于超前等原因功率因數(shù)下降,線路實(shí)際輸送的能量對設(shè)備做的功可能遠(yuǎn)小于50kw,比如結(jié)果是5kw,那么我們就等價(jià)于用50kw設(shè)計(jì)容量的線路去帶動(dòng)一個(gè)5kw的負(fù)載,這對于電網(wǎng)而言,這種損失是不可估量的.