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1 无功功率的基础知识 1

1.1交流电阻电路 2

1.1.1电阻电路中电压与电流的关系 2

1.1.2瞬时功率与平均功率 3

1.1.3电阻电路的能量转换 4

1.2交流电感电路 4

1.2.1电感电路中电压与电流的关系 4

1.2.2感性无功功率与磁场贮能 6

1.3交流电容电路 7

1.3.1电容电路中电压与电流的关系 7

1.3.2容性无功功率与电场贮能 8

1.4复合电路 10

1.4.1电阻与电感串联的电路 10

1.4.2电阻、电感、电容串联的电路 11

1.4.3并联补偿电路 12

1.5有功功率、无功功率及视在功率 13

1.5.1Q、S与P及cos？的关系 14

1.5.2复数与极坐标换算 15

1.5.3无功功率补偿计算 16

1.6功率因数的确定 17

1.6.1功率因数的瞬时值 17

1.6.2功率因数的平均值 18

1.6.3加权平均功率因数值 18

1.7无功功率的并联补偿 19

1.7.1并联补偿电容器的选用 19

1.7.2并联补偿容量的确定 20

1.8按功率因数调整电费 22

1.9功功率的经济当量 24

1.10无功负荷的测量 25

1.11提高用户功率因数的经济效益 27

1.12检查用户自然功率因数的节能意义 28

1.13电网低电压运行的危害性及其防止对策 29

1.13.1对电网电压规定 29

1.13.2电网低电压运行的危害 30

1.13.3防止电网低电压的对策 31

1.14电网频率对于无功负荷的影响 32

1.15技术经济比较方法 34

1.15.1折回年限法 34

1.15.2计算费用法 34

1.15.3考虑时间因素的计算费用法 35

2 提高功率因数的方法与无功补偿 36

2.1按设备分类看无功负荷的构成 36

2.2工矿企业中提高功率因数的节能效益 37

2.3感应电动机的负荷率与功率因数的关系 38

2.4感应电动机的合理使用与节能 39

2.5降低轻负载感应电动机的电 42

2.5.1降低电动机的电源电压 43

2.5.2改变电动机的内部结线 43

2.6感应电动机的定子绕组由△型改为Y型 43

2.7 △-Y接线的自动切换 46

2.8感应电动机定子绕组的几种改接方式 48

2.8.1双路并联定子绕组改接成单路串联 48

2.8.2并联双路星形绕组改成串联单路三角形 49

2.8.3并联双路三角形绕组改成并联双路星形 49

2.8.4并联双路三角形绕组改成串联单路星形 49

2.8.5其他改接方法 50

2.9怎样控制感应电动机的空载损失 51

2.10几种常用的切除空载电动机的装置 52

2.10.1机床半自动停机装置 52

2.10.2故障电控切除电动机装置 52

2.10.3冲床空载自动停机装置 53

2.11感应电动机检修质量对功率因数的影响 54

2.12异步电动机同步化 55

2.13同步电动机在工矿企业中的应用 58

2.14变压器的无功损耗 59

2.14.1避免变压器轻载运行 59

2.14.2切除空载变压器 61

2.15 工频感应电炉 62

2.16电焊机与弧焊变压器 63

2.16.1交流电焊机手控式及简易自动式开、停机装置 64

2.16.2三种交流电焊机空载自停装置的接线图 65

2.16.3三种直流电焊机空载自停装置的接线图 68

2.17晶闸管串级调速引起的无功损耗 71

2.17.1采用晶闸管串级调速的节能意义 71

2.17.2常规串调与超前导通串调的无功损耗 72

2.18跟随馈电系统与功率因数控制器 73

2.18.1电气传动系统中的跟随馈电 73

2.18.2功率因数控制原理 73

2.18.3 Frank Nola型功率因数控制器 74

2.19功率因数控制器的应用实例 75

2.20变频调速技术的推广应用 78

2.20.1电动机变频调速技术的发展前景 78

2.20.2变频器的功率因数 78

2.21三种变频器功率因数分析 79

2.21.1 PAM（Pulse Amplitude Modulation）脉幅调制方式调节电压 79

2.21.2 PWM（Pulse Width Modulation）脉宽调制逆变方式 80

2.21.3 PWM脉宽调制整流器 80

2.21.4三类变频器的功率因数 80

2.22大型硅整流装置的功率因数 81

2.23采用移相电容器的三种补偿方式 82

2.23.1集中补偿 82

2.23.2分组补偿 83

2.23.3就地补偿 83

2.24移相电容器及其辅助电气设备计算 84

2.24.1移相电容器的容量计算 84

2.24.2移相电容器的辅助电气设备与保护 85

2.24.3移相电容器的放电设备 86

2.25移相电容器组的运行 87

2.25.1正常运行电压 87

2.25.2允许过电流 87

2.25.3电网谐波的影响 88

2.25.4电容器投入时的涌流 89

2.25.5防止电容器组投切引起的操作过电压 89

2.26功率因数自动调节 89

2.26.1按功率因数控制 90

2.26.2按母线电压控制 91

2.26.3按负荷电流控制 92

2.26.4按昼夜时间控制 93

2.26.5按无功功率的超前与滞后控制 94

2.26.6按功率因数控制并按电压及负荷校 95

2.27同步调相机 95

2.28静止无功补偿装置（SVC） 97

2.28.1静止无功补偿装置的性能 97

2.28.2静止无功补偿装置的种类 99

2.28.3 TCR+TSC+FC组合型静止无功补偿装置 99

2.29国外无功静止补偿装置发展概况 100

2.29.1西欧几种无功静止补偿装置 100

2.29.2负荷型静止无功补偿装置 102

3 异步电动机无功功率就地补偿 106

3.1三相异步电动机 106

3.1.1三相异步电动机分类 106

3.1.2三相异步电动机的型号 108

3.1.3三相异步电动机的铭牌 109

3.2三相异步电动机运行状况 110

3.2.1三相异步电动机的性能水平 110

3.2.2三相异步电动机配套 110

3.2.3三相异步电动机运行功率因数 112

3.3无功就地补偿原理 113

3.3.1无功就地补偿节电原理 113

3.3.2三种无功功率补偿度 114

3.4无功就地补偿的效果 114

3.4.1减少线路电能损耗及相应电费 114

3.4.2提高功率因数及减少相应电费 115

3.4.3增加电功率和减少用电贴费 116

3.4.4改善电压质量和电动机运行状况 117

3.4.5减轻电器、开关和供电线路负荷，减少维修量延长使用寿命，提高安全可靠性 117

3.4.6使调速系统的节能效果提高 118

3.4.7变压器损耗降低 118

3.5无功就地补偿器容量的确定 119

3.5.1用实测有功功率和功率因数方法确定 119

3.5.2按异步电动机空载电流的计算方法确定 119

3.5.3查无功功率补偿率的方法确定 122

3.5.4按经验表格方法确定 123

3.6无功就地补偿的节电计算 123

3.6.1按补偿后电能损耗减少方法计算 123

3.6.2按异步电动机有功、无功功率计算 124

3.6.3按无功功率经济当量计算 127

3.7三相异步电动机无功就地补偿综合计算步骤 128

3.7.1计算步骤 128

3.7.2实例 129

3.8无功就地补偿器与异步电动机的接线方式 131

3.8.1对于直接起动的电动机 131

3.8.2对于新装且有热保护器的电动机 132

3.8.3对于已装有热保护器的电动机 132

3.8.4补偿器接在断路器下端的接线方式 132

3.8.5对于Y-△起动的电动机 133

3.8.6其他接线方式 133

3.9三相异步电动机无功就地补偿的测试 134

3.9.1电能综合分析测试仪接线 134

3.9.2测试点的位置 135

3.10运行电压变化对补偿器的影响 136

3.10.1电压对补偿器无功功率的影响 136

3.10.2电压对补偿器功率损耗、发热及寿命影响 137

3.11电源谐波对无功就地补偿器的影响 137

3.11.1电源谐波的产生 138

3.11.2谐波对无功补偿器的危害 138

3.11.3供电系统的谐波限制标准 139

3.11.4防止谐波危害的措施 140

3.12防止自励磁 142

3.12.1自励磁现象的产生 142

3.12.2防止电动机自励磁的措施 143

3.13低压无功就地补偿器 143

3.13.1使用环境及主要技术参数 143

3.13.2主要结构部件 144

3.14高压无功就地补偿器 145

3.14.1使用环境及主要技术参数 145

3.14.2主要结构部件 145

3.15无功就地补偿应用实例 146

实例1 146

实例2 150

实例3 152

实例4 153

附录 155

表1 SL7-35KV及以下系列电力变压器有关技术数据 155

表2 SJL1系列电力变压器有关技术数据 157

表3 YX系列（IP44）三相异步电动机额定效率、功率因数保证值 159

表4 Y系列中型高压三相异步电动机额定效率、功率因数保证值 160

表5 YR系列中型高压三相异步电动机额定效率、功率因数保证值 160

表6 Y系列（IP44）三相异步电动机额定效率和空载损耗值 161

表7 JO2系列三相异步电动机额定效率和空载损耗值 162

表8 量的单位符号与单位中文符号对照 162

表9 SI词头 163