发电机的无功功率负载怎么计算和调整
发布时间：2024-03-28 点击：27
性能特点和作用说明
发电机的无功功率负载计算和调整方法
无功负荷是指在电力负载中不作功的部分，只在感性负载中才消耗无功功率，即定子线圈为产生磁场所需要消耗的无功功率。在发电机输出有功功率的同时，还需要提供无功功率，而当无功功率不能满足用电时，柴油发电机的电压将会下降。因此大多数用户在用电时会安装无功补偿装置来保持无功功率的平衡，这样才能维持电压水平。
一、无功功率的作用和危害
1、有功功率和无功功率的作用
在 交流电路中由电源供给负载的电功率有两种，一种是有功功率，一种是无功功率。
有功功率是保持用电设备正常运行所需要的电功率，也就是将电能转换为其它形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。比如白炽灯，能把电能直接转换成光能。
无功功率比较抽象，它是用于电路中电场于磁场间的交换，并用来在电器设备中建立和维持磁场的电功率，它不对外直接做功，而是转换为其它形式的能量。比如日光灯，它是通过镇流器使灯管发光，除灯管需要消耗的电量，镇流器也需要一定的消耗，镇流器做的就是无功功率。
有功功率和无功功率都是有用的，有功功率是真实消耗的电能，简单的说就是我们消耗了一度电，这一度电都用来了发光或发热。通过一定的形式转换对外做功，这个过程通俗的说就是无用功，同样是一度电，中间消耗了0.2度电，而我们实际得到的只有0.8度电的功，而这0.2度电就认为是无用功，我们没有直接受益，但不代表没有用。
2、无功功率的危害
1）无功功率过大，会导致电流增大和视在功率增加，从而使电气设备容量和导线容量增加。
2）使线路及变压器的电压降增大，导致电网电压波动，供电质量降低，严重影响区域电网的整体稳定运行。
3）无功功率增加使总电流增大，设备及线路的损耗也随之增大。
3、无功功率的作用
它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在柴油发电机组中建立和维持磁场的电功率。比如一台三相交流发电机，电能转换为机械能输出的是有功功率，但要想发电机转动，还需要消耗一部分能量来建立旋转磁场，这部分能量就是无功功率。
所以说无功功率并不是无用功率，用电设备要想正常工作，不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率，缺一不可。
4、无功功率负荷和无功功率损耗
（1）一般发电机负荷的功率因数约为0.8，当系统频率一定时，负荷功率【包括有功和无功功率】随电压而变化的关系称为负荷的静态电压特性。
（2）电力线路的无功功率损耗也可以分为两部分，即并联电纳中的无功功率损耗和串联电抗中的无功功率损耗。
（3）电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有同步调相机、静止电容器和静止补偿器。这三种装置又称为无功补偿装置。
（4）无功功率备用容量一般为无功功率负荷的7%~8%。
发电机无功功率波形图
二、设备负荷的计算公式和曲线图
1、负荷计算
（1）有功计算负荷(单位为kw)
p30 = kd × pe
式中，kd为需要系数
（2）无功计算负荷(单位为kva)
q30 = p30 × tanθ
式中，tanθ表示角θ的正切函数
（3）视在计算负荷(单位为kva)
s30= p30 / cosφ
式中，cosφ为功率因素
（4）计算电流
i30= s30 / √3un
un 为用电设备的额定电压。
2、负荷曲线
负荷曲线（load curve）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。在直角坐标糸中，纵坐标表示负荷（有功功率和无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位）。下图中的绘制负荷曲线采用的时间间隔△t为30min，求确定计算负荷的有关系数，一般是依据用电设备组最大负荷工作班的负荷曲线。
一班制日有功负荷曲线图
二、电容器补偿的方式
无功功率有益处也有害处，我们在设计时会设法消除它的害处，这就涉及到无功功率补偿的问题。电容器补偿一般来说分为三种：集中补偿、分散补偿、就地补偿。
（1）集中补偿：
一般在主要的变、配电站，但其补偿的主要是线路及变配电站的无功需求；稳定电压的需要；还有就是补充分散补偿、就地补偿后的余下的无功。这个量一般不会做得特别大。
（2）分散补偿：
一般在配电站、室进行，一般是对用电网络面积不太大的用电网络进行补偿；补偿容量根据用电负荷情况而定。
（3）就地补偿：
是对大容量的负载进行的，在负载附近配置，可以最大的节省电力能源的损耗。
这三种补偿方式，以就地补偿效果最好，但是其投入大，补偿设备使用率不高，有浪费嫌疑。一般情况下，三种方式配合使用，也可以将变、送、用电网络的无功补偿到一个非常合理的程度。
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一、无功功率的作用和危害
1、有功功率和无功功率的作用
在 交流电路中由电源供给负载的电功率有两种，一种是有功功率，一种是无功功率。
有功功率是保持用电设备正常运行所需要的电功率，也就是将电能转换为其它形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。比如白炽灯，能把电能直接转换成光能。
无功功率比较抽象，它是用于电路中电场于磁场间的交换，并用来在电器设备中建立和维持磁场的电功率，它不对外直接做功，而是转换为其它形式的能量。比如日光灯，它是通过镇流器使灯管发光，除灯管需要消耗的电量，镇流器也需要一定的消耗，镇流器做的就是无功功率。
有功功率和无功功率都是有用的，有功功率是真实消耗的电能，简单的说就是我们消耗了一度电，这一度电都用来了发光或发热。通过一定的形式转换对外做功，这个过程通俗的说就是无用功，同样是一度电，中间消耗了0.2度电，而我们实际得到的只有0.8度电的功，而这0.2度电就认为是无用功，我们没有直接受益，但不代表没有用。
2、无功功率的危害
1）无功功率过大，会导致电流增大和视在功率增加，从而使电气设备容量和导线容量增加。
2）使线路及变压器的电压降增大，导致电网电压波动，供电质量降低，严重影响区域电网的整体稳定运行。
3）无功功率增加使总电流增大，设备及线路的损耗也随之增大。
3、无功功率的作用
它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在柴油发电机组中建立和维持磁场的电功率。比如一台三相交流发电机，电能转换为机械能输出的是有功功率，但要想发电机转动，还需要消耗一部分能量来建立旋转磁场，这部分能量就是无功功率。
所以说无功功率并不是无用功率，用电设备要想正常工作，不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率，缺一不可。
4、无功功率负荷和无功功率损耗
（1）一般发电机负荷的功率因数约为0.8，当系统频率一定时，负荷功率【包括有功和无功功率】随电压而变化的关系称为负荷的静态电压特性。
（2）电力线路的无功功率损耗也可以分为两部分，即并联电纳中的无功功率损耗和串联电抗中的无功功率损耗。
（3）电力系统的无功功率电源，除了发电机外，还有同步调相机、静止电容器和静止补偿器。这三种装置又称为无功补偿装置。
（4）无功功率备用容量一般为无功功率负荷的7%~8%。
发电机无功功率波形图
二、设备负荷的计算公式和曲线图
1、负荷计算
（1）有功计算负荷(单位为kw)
p30 = kd × pe
式中，kd为需要系数
（2）无功计算负荷(单位为kva)
q30 = p30 × tanθ
式中，tanθ表示角θ的正切函数
（3）视在计算负荷(单位为kva)
s30= p30 / cosφ
式中，cosφ为功率因素
（4）计算电流
i30= s30 / √3un
un 为用电设备的额定电压。
2、负荷曲线
负荷曲线（load curve）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。在直角坐标糸中，纵坐标表示负荷（有功功率和无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位）。下图中的绘制负荷曲线采用的时间间隔△t为30min，求确定计算负荷的有关系数，一般是依据用电设备组最大负荷工作班的负荷曲线。
一班制日有功负荷曲线图
二、电容器补偿的方式
无功功率有益处也有害处，我们在设计时会设法消除它的害处，这就涉及到无功功率补偿的问题。电容器补偿一般来说分为三种：集中补偿、分散补偿、就地补偿。
（1）集中补偿：
一般在主要的变、配电站，但其补偿的主要是线路及变配电站的无功需求；稳定电压的需要；还有就是补充分散补偿、就地补偿后的余下的无功。这个量一般不会做得特别大。
（2）分散补偿：
一般在配电站、室进行，一般是对用电网络面积不太大的用电网络进行补偿；补偿容量根据用电负荷情况而定。
（3）就地补偿：
是对大容量的负载进行的，在负载附近配置，可以最大的节省电力能源的损耗。
这三种补偿方式，以就地补偿效果最好，但是其投入大，补偿设备使用率不高，有浪费嫌疑。一般情况下，三种方式配合使用，也可以将变、送、用电网络的无功补偿到一个非常合理的程度。
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