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电力电容器及无功补偿技术手册

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电力电容器及无功补偿 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英 技术手册 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦 编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

沙舟

编著 电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

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录 电力电容器及无功补 偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英





电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

第一章 基本概念………………………………………………..……………….……………(1) 电力

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§1-1 交流电的能量转换………………………………………...……….…….……...……(1) 电

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§1-2 有功功率与无功功率………………………………………..………….…………….(2) 电

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§1-3 电容器的串联与并联…………………………………………..……….…………….(3) 电

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§1-4 并联电容器的容量与损耗………………………………………..…….…………….(3) 电

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§1-5 并联电容器的无功补偿作用………………………………………..….…………….(4) 电

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第二章 并联电容器无功补偿的技术经济效益……………………………..….……………(5) 电力

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§2-1 无功补偿经济当量…..………………………………………………..…...……….…(5) 电

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§2-2 最佳功率因数的确定…………………………………………………..…...……..….(7) 电

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§2-3 安装并联电容器改善电网电压质量……………..…………………………...…..….(8) 电

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§2-4 安装并联电容器降低线损…………………………………………..…….…...……(11) 电

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§2-5 安装并联电容器释放发电和供电设备容量………………..…………….……..….(13) 电

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§2-6 安装并联电容器减少电费支出…………………………..……………….………...(15) 电

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言 电力电容器及无功补偿 技术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞阁歧唇 巢捉杖渡勿镣 母秧术杯坞矫 姻逛研发穴锋 晃鳞捻抖尺离 忧高听沤掩垄 匪呛是扇暴挪 氯生全怀檬惺 谎捡契脏叭力 辊凄炳挽英

众所周知,供电质量主要决定于电压、频率和波形三个方面。电网频率稳定决定于电网 有功*衡,波形主要决定于网络和负荷的谐波,电压稳定则决定于无功*衡。当然三者之间 也具有一定的内在关系。无功*衡决定于网络中无功的产生和消耗。在系统中无功电源有同 步发电机、同步调相机、电容器、电缆、输电线路电容、静止无功补偿装置和用户同步电动 机,无功负荷则有电力变压器,输电线路电感和用户的感应电动机,各种感应式加热炉、电 弧炉等。为了满足系统中无功电力的需求,单靠发电机、调相机、电缆和输电线路电容是不 够的,静补装置中也是采用电容器等。因此电容器在系统的无功电源中占有相当比重,加之 调相机为旋转设备。建设投资大,运行维护费用高。*年来世界各国都积极装设电容器,满 足系统无功电力要求,维持电压稳定。但各国主要是装设并联电容器,装串联电容器者较少, 因此编者主要介绍并联电容器无功补偿技术,它还广泛应用于谐波滤波装置,动态无功补偿 设备和电气化铁道无功补偿装置之中,因与电力系统谐波有关。限于篇幅,准备在“谐波技 术”中详述。这里主要介绍一些无功补偿技术基础。限于编者水*,加上时间仓促,不当之 处难免,请读者批评指正。
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第一章

基本概念 电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻 逛研发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

§1-1

交流电的能量转换 电力电容器及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

电力工程中常用的电流、电压、电势等均按正弦波规律变化,即它们都是时间的正弦函

数。以电压

u

为例,可用下式表达: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

u=Umsin(ω t+ )

(1-1)

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式中 u 为电压瞬时值,Um 为电压最大值, =2 f 为角频率,表示电压每秒变化的弧 度数,f 为电网频率,为每秒变化的周数,我国电网 f=50Hz,国外有 50Hz 和 60Hz。当 t=0

时,相角为

,称之初相角,若选择正弦电压通过零点作为时间起点,则

=0,则: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧

高听沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

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u=Umsin?t

(1-2) 电力

如果将此电压加于电阻 R 两端,按欧姆定律,通过电阻的电流 i 为: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

i

?

u R

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Im

sinω t

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(1-3)

由上式可见,电阻上的电压 u 和电流 i 同相位,电压和电流同时达到最大值和零,电阻

电路中的功率: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英 PR=ui=UmImsin2?t=UI(1-cos2?t)

(1-4)

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式中 U,I 分别为电压和电流的有效值,由于电压和电流的方向始终相同,故功率始终 为正值,电阻电路始终吸收功率,转换为热能或光能等被消耗掉。
电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

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当正弦电流 I=Imsin?t 通过电感时,则电感两端的电压为:电力电容器及无功补偿技术手册101考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英

uL

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L

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U ms in(?t ?

π) 2

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(1-5) 电力电容器 及无

式中 U m =?LIm。可见电感两端的电压 uL 和电流 i 都是频率相同的正弦量,其相位超

前于电流 π 或 90 2

,即电压达最大值时电流为零,电感的功率为: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

PL

?

uLi

?

U m Imsin?t

? (?t

?

π) 2

? U m Imsin ω t? cos ω t ? UIsin 2 ω t

(1-6) 电

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它也是时间的正弦函数,但频率为电流频率的两倍,由图 1-1 可见,在第一、三个四分 之一周期内电感吸收功率(PL>0),并把吸收的能量转化为磁场能量,但在第二、四个四分 之一周期内电感释放功率(PL<0〉磁场能量全部放出。磁场能量和电源能量的转换反复进行, 电感的*均功率为零,不消耗功率。
电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

uL

iL

PL

iL

uL

L

ωt

iL iL

iL

iL

uL

uL

uL

uL

图 1-1

图 1-1

电感中电流、电压和功率的变化 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

把正弦电压 u= Um sin?t 接在电容 C 的两端,流过电容 C 中的电流为:

电容器及无功补偿 技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

iC

?

c

du dt

??

c Um

cos?t

?

I m sin(?t

?

π) 2

(1-7) 电力

电容电流

ic

和电压

u

为频率相同的正弦量,电流最大值

Im=?c

Um

,电流相位超前电压

π 2

或 90

,即电压滞后于电流 π 2

,电容的功率: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄 炳挽英

Pc=uic U m Imsin?tcos?t= U Isin2?t

(1-8) 电力电容器

及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦 编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英

可见功率也是时间的正弦函数,其频率为电压频率的两倍,为与图 1-1 比较,取 ic 起始

相位为零,电压

u

滞后于电流

π 2

。由图

1-2

可见,Pc

在一周期内交变两次,第一、三个四分

之一周期内,电容放电释放功率(Pc<0),储存在电场中的能量全部送回电源,在第二、四

个四分之一周期内,电容充电吸收功率(Pc>0),把能量储存在电场中,在一个周期内,*

均功率为零,电容也不消耗功率。 电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

6

ic

uc

0

充电

放电

放电

pc

iC

uC

C

充电
ωt

ic

ic

ic

ic

+-

+-

-+

-+

uC

uC

uC

uC

图 1-2

图 1-2

电容中的电流、电压和功率的变化 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

§1-2

有功功率和无功功率 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞阁歧唇 巢捉杖渡勿镣 母秧术杯坞矫 姻逛研发穴锋 晃鳞捻抖尺离 忧高听沤掩垄 匪呛是扇暴挪 氯生全怀檬惺 谎捡契脏叭力 辊凄炳挽英

交流电力系统需要两部分能量,一部分电能用于做功被消耗,它们转化为热能、光能、 机械能或化学能等,称为有功功率,另一部分能量用来建立磁场,作为交换能量使用,对外 部电路并未做功,它们由电能转换为磁场能,再由磁场能转换为电能,周而复始,并未消耗, 这部分能量称为无功功率。无功功率并不是无用之功,没有这部分功率,就不能建立感应磁 场,电动机、变压器等设备就不能运行。除负荷需要无功外,线路电感、变压器电感等也需 要。在电力系统中,无功电源有:同步发电机、同步调相机、电容器、电缆及架空线路电容, 静止补偿装置等,而主要无功负荷有:变压器、输电线路、异步电动机、并联电抗器。
电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿

镣母秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英
设负荷视在功率为 S,有功功率为 P,无功功率为 Q,电压有效值为 U ,电流有效值为

I,则功率三角形如图

1-3。图中: 电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

S Q

? P
图 1-3

图 1-3

功率三角形 电力电容器及无功补偿技术手 册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力 辊凄炳挽英

P=S·cos?= U

Icos? 电力电容器 及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

Q=

S·sin?= U

Isin? 电力电 容器及无功补 偿技术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞阁歧唇 巢捉杖渡勿镣 母秧术杯坞矫 姻逛研发穴锋 晃鳞捻抖尺离 忧高听沤掩垄 匪呛是扇暴挪 氯生全怀檬惺 谎捡契脏叭力 辊凄炳挽英

S= U

I

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有功功率常用单位为瓦或千瓦,无功功

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率为乏或千乏,视在功率为伏安或千伏 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

安,相位角

为有功功率与视在功率的夹 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

角,称为力率角或功率因数角,cos?表示 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

有功功率

P

和视在功率

S

的比值,称为力 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

率或功率因数。 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

在感性电路中,电流落后于电压,

<0,Q

为负值。 电力电容器及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦 编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊 凄炳挽英

>0,Q 为正值,而在容性电路中,电流超前于电压,

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§1-3

电容的串联和并联 电力电容器及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

当所需电容量大于单台电容器的电容量时,可采用并联方式解决,各单台电容器充电后 的电量分别为 q1,q2,q3…,而总电量 q 为各单台电量之和:电力电容器及无功补偿技术手册101考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英

q=

q1+q2+q3+…电力电容器及无功补偿技术手册101 考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英



q1=Uc1,q2=Uc2,q3=Uc3 电力电容器及无功补偿技术手册10 1 考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英



q=UC=Uc1+Uc2+Uc3+…电力电容器及无功补偿技术手册101 考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英

总电容量 C=c1+c2+c3+…

(1-9) 电力电容器 及

无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英
当 m 个电容量相等的单元并联时,设单元电容量为 C0,则 C=mC0,可见总电容量为各 单元电容量之和。
电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄 炳挽英
当单台电容器电压低于运行电压时,往往将其串联,若各单元承受的电压分别为 U1, U2,U3 时,串联后的总电压为 U=U1+U2+U3,由于串联回路中各单元充电的电量相等,则:
电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

q=

q1=q2=q3

电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

故 U ? q ? q1 ? q2 c c1 c2

? q3 c3

电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

1? 1 ? 1 ? 1 c c1 c2 c3



n

台电容值为

C0

的单元串联,则总电容

C

?

C0 n

。 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄 炳挽英

(1-10)

§1-4

并联电容器的容量和损耗 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

电容器接于交流电压时,大部分电流为容性电流 Ic,作为交换电场能量之用,另一部分 为介质损失引起的电流 IR,通过介质转换为热能而消耗掉。介质在电场的作用下可能产生三 种形式的损耗:①极化损耗—介质在极化过程中由于克服内部分子间的阻碍而消耗的能量; ②漏导损耗—介质的漏导电流产生的损耗;③局部放电损耗—在介质内部或极板边缘产生的 非贯穿性局部放电产生的损耗。
电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英
电容器电流的向量图如图 1-4,电容器的无功功率,即电容器的容量为: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩 垄匪呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

Q= U

Ic=UIsin?电力电容器及无功补偿技术手册101 考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英



Ic=U/Xc=?c U

电力电容器及 无功补偿技术 手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

故 Q=?c U 2

(1-11)

电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞阁歧唇 巢捉杖渡勿镣 母秧术杯坞矫 姻逛 研发穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英

电容器的有功损耗 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄 炳挽英

P R=UIR=UIcos?=UIctg?=电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英
Qtg?=?c U 2tg? (1-12)

I Ic

δ ?

IR

U

图 1-4
电力电

8

容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

图 1-4 介质损耗电流向量表

式中:U—外施交流电压,KV;C—电容器的电容量,

F; 电力电容器 及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

—角频率, =2

f,f

为频率,单位

Hz。 电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬 惺谎捡契脏叭力辊 凄炳挽英

Q—电容器容量,Var;PR—电容器损耗功率,W;电力电容器及无功补偿技术手册10 1 考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英 tg?—电容器介质损耗角正切值,用百分数表示。
电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧 术杯坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英

各种并联电容器损耗角正切值百分数如下(在额定电压、额定频率和 20℃时测量): 电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考

展厦编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英

纯纸介质:额定电压

1KV

及以下者,不大于

0.4%; 电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

额定电压

1KV

以上者,不大于

0.3%; 电力电容器及无功 补偿技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

膜纸复合介质:额定电压

1KV

及以上者,不大于

0.12%; 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞阁歧唇 巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

全膜介质:额定电压

1KV

及以上者,不大于

0.05%; 电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

低压金属化膜电容器,不大于

0.08%; 电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

§1-5

并联电容器的无功补偿作用 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

由图 1-1 和图 1-2 可见,在第一个四分之一周期内,电流由零逐渐增大,电感吸收功率, 转化为磁场能量,而电容放出储存在电场中的能量,而第二个四分之一周期,电感放出磁场 能量,电容吸收功率,以后的四分之一周期重复上述循环。因此当电感和电容并联接在同一 电路时,电感吸收功率时正好电容放出能量,电感放出能量时正好电容吸收功率,能量在它 们之间相互交换,即感性负荷所需无功功率,可由电容器的无功输出得到补偿,这就是并联 电容器的无功补偿作用。
电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英
如图 1-5 所示,并联电容器 C 与供电设备(如变压器)或负荷(如电动机)并联,则供 电设备或负荷所需要的无功功率,可以全部或部分由并联电容器供给,即并联电容器发出的 容性无功,可以补偿负荷所消耗的感性无功。
电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩 垄匪呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

I2 IR U

I1 RL

IC IL C

图 1-5

图 1-5

并联电容器补偿原理 电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

9

?? ??

IR
IL-IC
I2
IC

I1
图 1-6

图 1-6

并联电容器补偿向量图 电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

当未接电容 C 时,流过电感 L 的电流为 IL,流过电阻 R 的电流为 IR。电源所供给的电

流与 I1 相等。I1=IR+jIL,此时相位角为 1,功率因数为 cos?1。并联接入电容 C 后,由于电

容电流 IC 与电感电流 IL 方向相反(电容电流 IC 超前电压 U90 ,而电感电流滞后电压 U90

),使电源供给的电流由 I1 减小为 I2,I2=IR+j(IL_IC),相角由 1 减小到 2,功率因数则

由 cos

1 提高到 cos

2。电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

并联电容器无功补偿可以降低线路损耗,改善电网电压质量等,分别在第二章详细叙述。

电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

第二章

并联电容器无功补偿的技术经济效益 电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

§2-1

无功补偿经济当量 电力电容器及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

所谓无功补偿经济当量,就是无功补偿后,当电网输送的无功功率减少 1 千乏时,使电 网有功功率损耗低的千瓦数。
电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英
众所周知,线路的有功功率损耗值如式(2-1) 电力电容器及无功补偿 技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖 尺离忧高听沤掩垄 匪呛是扇暴挪 氯生全怀檬惺 谎捡契脏叭力 辊凄炳挽英

PL

?

I2R?10?3

?

S2
2
U

R?10?3

?

P2 ? Q2 U2

R?10?3

? P2R ?10 ?3 ? Q2R ?10 ?3

U2

U2

= PLP ? PLQ

技术手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

式中:PL—线路有功功率损耗,KW;电力电容器及无功补偿技术手册101 考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英 P—线路传输的有功功率,KW;
电力电容器及无 功补偿技术手 册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

Q—线路传输的无功功率,Kvar

电 力电容器及无 功补偿技术手 册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

U—线路电压,KV; 电力电容器及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦 编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧 高听沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

R—线路电阻,

; 电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪 氯生全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

S—线路的视在功率,KVA; 电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

P LP—线路传输有功功率产生的损耗,KW;电力电容器及无功补偿技术手册10 1 考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英

(2-1) 电力电容器 及无功补偿

10

P LQ—线路传输无功功率产生的损耗,KW。电力电容器及无功补偿技术手册10 1 考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英 装设并联电容器无功补偿装置后,使传输的无功功率减少 Qb 时,则有功功率损耗为:

PL?

?

P2R?10 ?3 U2

?

(Q? Qb )2 R?10 ?3 U2

电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

因此减少的有功功率损耗为: 电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

? PL

?

PL ?P?L ?

(2

QQ

b

?

Q

2 b

)

R?10

?3

U2

=

Q

b

(2

Q?

Qb U2

)

R?10

?3

电力电容器及无功 补偿技术手册 10 1 考展厦 编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英

按无功补偿经济当量的定义,则 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

cb

? ? PL Qb

?

2 QR?10?3 U2

?

Qb

?

R?10?3 U2

Q2R?10 ?3 = QU 2

(2 ? Qb ) ? Q

PLQ Q

(2 ?

Qb Q

)

电力电容器及 无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

=

c

y

(2

?

Qb Q

)

(2-2) 电

力电容器及无功补 偿技术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞阁歧唇 巢捉杖渡勿镣 母秧术杯坞矫 姻逛研发穴锋 晃鳞捻抖尺离 忧高听沤掩垄 匪呛是扇暴挪 氯生全怀檬惺 谎捡契脏叭力 辊凄炳挽英

式中: c y

? PLQ Q

为单位无功功率通过线路电阻引起的有功损耗值; 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

Qb Q

为无功功率的相对降低值,即补偿度。 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

由上式可见,当 Qb<<Q,即无功补偿的容量比线路原来传输的无功功率小很多时,cb=2cy, 无功补偿使线路损耗减少的效果显著,无功补偿经济当量大,而当 Qb≈Q 时,cb≈cy,说明 补偿容量大时,减少有功损耗的作用变小,即补偿装置使功率因数提高后的经济效益降低。
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实际情况中,无功补偿经济当量由用电单位确定,无详细资料时,可按图 2-1 和表 2-1 确定。
电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

( ) ( )
( ) ( )

11



10 6 KV

35KV

35KV

110KV







10 6 KV

10 6 KV 10 6 KV

图 2-1

图 2-1

确定系统无功补偿经济当量的接线图 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄 炳挽英

表 2-1

各类供电方式的无功经济当量 电力电容器及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦 编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

功率
因数
0.75 0.8 0.9

无功补偿经济当量 千瓦/千乏 供电方式

cbⅠ

cbⅡ

cbⅢ

0.086

0.13

0.08

0.076

0.12

0.07

0.062

0.09

0.06

例如在 I 处安装 1000 千乏并联电容器装置,该处在功率因数为 0.9 时,无功经济当量 为 0.062 千瓦/千乏,则每小时可节电 62 度,全年按实际运行 4000 小时计算,可节电 24.8 万度,每度电成本按 0.04 元计算,全年节电价值为 9920 元,安装电容器费用(包括配套设 备)按 35 元/千乏计算,约需投资 3.5 万元。仅此一项三年多时间便可收回投资。
电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

§2-2

最佳功率因数的确定 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞阁歧唇 巢捉杖渡勿镣 母秧术杯坞矫 姻逛研发穴锋 晃鳞捻抖尺离 忧高听沤掩垄 匪呛是扇暴挪 氯生全怀檬惺 谎捡契脏叭力 辊凄炳挽英

设系统输送的有功功率为 P1,无功功率为 Q1,相应的视在功率为 S1,其功率三角形如



2-2。 电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

△S

θC

s1

θ1

s2

θ2

?? ??

图 2-2

图 2-2

有功功率不变时,无功补偿功率三角形 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩 垄匪呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

12

安装无功补偿容量 Qc 后,输送的无功功率降为 Q2,在维持有功功率不变时,电力电容器及无功补偿技术手册101考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英

Qc ? Q1 ? Q2 ? Ptg?1 ? Ptg?2 ? P(tg ?1 ? tg?2 )

(2-3)

电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

令?

?

Qc P

? tg?1 ? tg?2

?

1? cos2 ?1 ? cos?1

1? cos2 ?2 c os? 2

电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

(2-4)

按(2-3)式,对应于每一 cos?1 值,以 cos?2 为纵座标, 为横座标,可绘出一组 cos?2



曲线,如图 2-3。如 cos?1=

2 2

,cos?2=1

时,则

P=Qc。电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

cos?2
1.00

0.95 0.90 0.85 0.80 0.75

cos?c?o?s?????c?o?s????????

0.70

0.65

0.60

0.55
0.50 0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3

图 2-3

图 2-3

cos?2—

曲线 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞阁歧唇 巢捉杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

由图 2-3 可见,当 cos?2<0.96 时,cos?2— 基本为直线,即补偿后的功率因数 cos?2

随 值增加而增加,也即随 Qc 容量增加*似成比例增加,但在 cos?2>0.96 时,曲线趋于*

缓,即随 Qc 容量增加,cos?2 增加缓慢,如从 cos?1=0.7 曲线中可查得,由 cos?2=0.7 提高到

cos?2=0.96 时,相对提高 37%, 值为 0.70;而 cos?2 再从 0.96 提高到 1 时,相对提高 4.16%,

值需相应增大 0.3,因此 cos?2 越接*于 1,无功补偿容量 Qc 越大,投资高,但效益愈小。

这与上节所述补偿容量愈大时,对减少有功功率损耗的作用愈小的结论一致。 电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

由图 2-3 可查得,要求从 cos?1=0.6,0.7,0.8 补偿到 cos?2=0.90,0.95 和 1 时,



2-2。 电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

表 2-2

从不同的 cos?1 补偿到不同的 cos?2 时的

值 电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

= Qc 如 P

cos?1

0.6

0.7

0.8

0.90 0.82 0.53 0.25

值 cos?2 0.95

1

0.69 0.42

13

1.00

1.3

0.96 0.75

由以上分析可得: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄 炳挽英
1、用户功率因数 cos?2 提高到 1 是不经济和不适宜的;电力电容器及无功补偿技术手册101考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英 2、最佳的 cos?2 值与负荷的供电方式有关,需根据技术经济比较确定;电力电容器及无功补偿技术手册101考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英 3、补偿后 cos?2 值一般不宜超过 0.96,因此能源部规定电费按功率因数的奖惩制度, 由过去“不封顶”改在 0.95 封顶(即 cos?2 超过 0.95 时不再另行增加奖励)是合适的。而 且如后面所述,无功倒送会造成系统不稳定和出现谐振等问题。
电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

§2-3

安装并联电容器改善电网电压质量 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

当集中电力负荷直接从电力线路受电时,典型接线和向量图如图 2-4。 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯 生全怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

C -jQ

U1 R

X

U2

I

负荷
P+jQ

接线图

图 2-4

U1

IX

△U
U2

I

IR

b 向量图

图 2-4

由电力线路集中供电的接线和向量图 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄 炳挽英

线路电压降 ? U

的简化计算如式(2-5)。 电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

没有无功补偿装置时,线路电压降为 ? U1:电力电容器及无功补偿技术手册101考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英

?U1

?

PR

? QX U

电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

(2-5)

式中:P、Q 分别为负荷有功和无功功率;R、X 分别为线路等值电阻和电抗;U 为线

路额定电压。 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

安装无功补偿装置

Qc

后,线路电压降为

?

U2

电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

?U 2

?

PR

?

(Q U

Qc ) X

(2-6)

电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

显然 ? U2< ? U1,一般情况下,因 X>>R,QX>>PR,因此安装无功补偿装置 Qc 后,引
起母线的稳态电压升高为: 电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

?

U=

?

U1-

?

U2=

Qc x U

(2-7)

电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

若补偿装置连接处母线三相短路容量为 SK,则 X ?

U2 SK

,代入上式得: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

14

? U= U ? QC SK
电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

(2-8)

或 ?U ? QC U SK

电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

式中: ? U—投入并联电容器装置的电压升高值,KV; 电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英
U—并联电容器装置未投入时的母线电压,KV; 电力电容器及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦 编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英
Qc—并联电容器装置容量,Mvar;电力电容器及无功补偿技术手册 101 考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英 SK—并联电容器装置连接处母线三相短路容量,MVA。电力电容器及无功补偿技术手册 101 考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英
由上式可见,Qc 愈大,SK 愈小,? U 愈大,即升压效果越显著,而与负荷的有功功率,
无功功率关系不大。因此越接*线路末端,系统短路容量 SK 愈小的场合,安装并联电容器 装置的效果愈显著。统计资料表明,用电电压升高 1%,可*均增产 0.5%;电网电压升高 1%,可使送变电设备容量增加 1.5%,降低线投 2%;发电机电压升高 1%,可挖掘电源输出 1%。
电力电容器及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦 编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英
例:某变电站接线如图 2-5,求并联电容器装置投入后,提高功率因数和电压的效果。
电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

US=66Kv
SK=500MVA ST=10MVA UK=7.5%
U=11KV

负荷
5000KW

2000Kvar

(a)接线图

图 2-5

P=5000kw

θ2

S=6667kvA

θ1 θc

(b)功率三角形

图 2-5

某变电站接线和功率三角形 电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

解:⑴

提高电压的效果 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞 阁歧唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

以 10MVA 为基准,则系统短路阻抗折算到 11KV 侧为 电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

10MVA ? 0.02 500MVA

变压器短路阻抗

uk=0.075

电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

总阻抗为 0.02+0.075=0.095

电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

11KV

母线处短路容量 SK

?

100 ?10 9.5

? 105MVA

电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

投入并联电容器装置后的电压升高 ?U ? 11? 2 ? 0.209 105

KV=209V

电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英



提高功率因数的效果 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞 阁歧唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

因 P=5000KW, cos?1 ? 0.75,

故S ? P ? 5000 cos?1 0.75

? 6667KVA

Q1? S2 ? P2 ? 66672 ? 50002 ? 4410Kvar

投入装置

Qc 后的功率因数

cos?2

为 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

cos?2 ?

P P2 ? (Q1 ? Qc )2

=

5000

? 0.901

50002 ? (4410 ? 2000)2

即功率因数由

0.75

提高到

0.901。 电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力 辊凄炳挽英

15
电力电容器及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦 编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母 秧术杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

§2-4

安装并联电容器降低线损 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

线损是电网经济运行的一项重要指标,能源部已颁发线损管理条例。线损与通过线路总

电流的*方成正比,设送电线路输送的有功功率 P 为定值,功率因数为 cos?1 时,流过线路

的总电流为 I1,线路电压为 U,等值电阻为 R,则此时线损为:

电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞阁歧唇 巢捉杖渡勿镣 母秧术杯坞矫 姻逛研发穴锋 晃鳞捻抖尺离 忧高听沤掩垄 匪呛是扇暴挪 氯生全怀檬惺 谎捡契脏叭力 辊凄炳挽英

PL1

?

3 I12 R

?

3(

P cos?1 ?

)2 ?R 3U

=

P2 U2 ? cos2

?1

R

及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦 编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英
装设并联电容器装置后,功率因数提高为 cos?2,则线损为:电力电容器及无功补偿技术手册101考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英

PL 2

?

3

I

2 2

R

?

3(

P cos?2 ?

)2 ?R 3U

(2-9) 电力电容器

=

P2 U2? cos2 ?2

R

容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英
线损降低值为: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

? PL

?

PL1 ? PL2

?

P2 U2

1 R( cos2 ?1

?

1 cos2 ?2

)

器及无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

(2-10) 电力电
(2-11) 电力电容



KP=

(

1 cos2

?1

?

1 cos2 ?2

)

(2-12) 。

KP 称为线损降低功率系数或节能

16

功率系数,则(2-11)式为: 电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编 国逞调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

? PL

?

P2 U2

R? K P

线损降低的比例为: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩 垄匪呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

? PL PL1

?

P2 U2

R?

KP

?

1 P2R

c

o

2s?1

? K Pc o 2s?1

1 ?(
cos 2

?1

?

1 cos2 ? 2

) cos2

?1

(2-13) 电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

由(2-13)式可绘出不同的

cos?1

时,线损降低比例

? PL PL1

与 cos?2 的关系曲线(见§4-1)。

由(2-13)式可得,补偿后功率因数 cos?2 越高,线损降低功率系数越大,节能效果愈好,

在不同的 cos?1 和

cos?2 时,KP 值可由图

2-6

查出。 电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

KP=

(

1 cos2

?1

?

1 cos2 ?2

)

电力电容器及无功补 偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

1.8 1.6

1.4

1.2 1.0

0.65 COS??????

0.8

0.6

0.70

0.4

0.75

0.85 0.2 0.95 0.90

0.80

0

1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65

图 2-6

图 2-6

线损降低功率系数

KP

值 电力电容 器及无功补偿 技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪 氯生全怀檬惺 谎捡契脏叭力 辊凄炳挽英

0.60

例:某厂用电负荷 P=1000KW,cos?1=0.8,线损

Qc=400Kvar 后,求 cos?2 和 KP

。 电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

PL1=80KW , 装 并 联 电 容 器 装 置

解:装设并联电容器装置前,该厂的视在功率为 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧 术杯坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英

S1

?

P cos?1

? 1000 0.8

? 1250

KVA

无功功率为: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

Q1 ? S?sin?1 ? S 1? cos2 ?1 ?1250 1? 0.82

= 750K var

电力电容器及无功 补偿技术手册 10 1 考展厦 编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英

装设并联电容器装置后,视在功率和功率因数为: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

S2 ? P2 ? (Q1 ? Qc )2

= 10002 ? (750? 400)2 ?1060KVA 电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

cos? 2

?P S2

? 1000 1060

? 0.943

线损降低的比例: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄 炳挽英

? PL PL1

? K P ? cos2 ?1

?

(

1 cos2

?1

?

1 cos2

?

2

)

cos

2

?1

= ( 1 ? 1 )0.8 2 ? 0.28

0.82 0.9432

电力电容器及 无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

每小时节能效果 ? PL ? PL1? 0.28 ? 80 ? 0.28 ? 22 .4 度。电力电容器及无功补偿技术手册101考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英

17

§2-5

安装并联电容器释放发供电设备容量 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

由图 2-2 可见,安装并联电容器装置后,若有功功率 P1 不变,功率因数由 cos?1 提高
到 cos?2,相应的视在功率由 S1 减小到 S2,即释放容量 ?S ? S1 ? S2 ,因此可减少系统输变
电设备容量,或者提高系统的输送能力,节约建设投资。 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

?S

?

S1 ? S2

?

P cos?1

?

P cos? 2

=

P( 1 cos?1

?

1) cos?2

电力电容器及 无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

=

S1?

cos?1

(

1 cos?1

?

1 cos? 2

)

电力电容器及 无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

=

S1

(1

?

cos?1 cos? 2

)

容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英
输变电设备容量减小的百分数为: 电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

(2-14) 电力电

18

?S ?100 % ? (1? cos?1 )

S1

cos? 2

= cos?2 ? cos?1 ?100 % cos? 2
容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英
每千乏无功补偿容量可释放的输变电设备容量为: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英 P( 1 ? 1 ) ?S ? cos?1 cos?2 Qc P(tg?1 ? tg?2 )

(2-15) 电力电

=

cos?2 ? cos?1

cos?1 ? cos?2 (tg?1 ? tg?2 )

(2-16) 电力电容器及 无功补偿

技术手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英
如果维持视在容量 S1 不变,有功输送容量增加时, ? P 如何计算?见图 2-7,有功容
量的增加: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

? P ? P2 ? P1 ? S1 (cos? 2 ? cos?1 )
补偿技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英
S1 Q1
Q2
Q

(2-17) 电力电容器 及无功

Qc

??

??

P1

图 2-7

图 2-7

视在容量

S1

不变时,补偿后有功容量的增加 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧 术杯坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英

有功容量增加的百分数为: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

?P ?100 % ? S1(cos?2 ? cos?1) ?100 %

P1

S1? cos?1

= (cos?2 ?1) ?100 % cos?1

(2-18) 电力电容

19

器及无功补偿技术 手册 10 1 考展 厦编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

投入的无功补偿容量 Qc ? S1(sin ?1 ? sin?2 )
无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

每千乏无功补偿容量可增加输送设备容量 ? P Qc

为 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄 炳挽英

(2-19) 电力电容器及

? P ? S1(cos?2 ? cos?1) Qc S1(sin ?1 ? sin? 2 )

= cos? 2 ? cos?1 sin?1 ? sin? 2

(2-20) 电力电容器

及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦 编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英
例:某工厂变电站,配电变压器容量 320KVA,在 cos?1=0.7 时满载,装并联电容器装置 后, cos?2=0.95。求不过载条件下可增供的有功负荷,或者有功负荷不变,求可释放的变 压器容量。
电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英
解:由(2-16)式可得变压器增供的有功负荷为: 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

? P ? S1(cos?2 ? cos?1)

=320(0.95-0.70)=80KW

电力电容器及无功补偿技术 手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

而有功负荷不变,可求得释放的变压器容量,由(2-14)式得 电力电容器及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦 编国逞调卞阁 歧唇巢捉杖渡 勿镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英

S1 (1 ? ccooss??12 ) ? 320 (1 ? 00..7905 ) 电力电容器及无功补偿技术手册101考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英

=

84.21KVA

电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编国 逞调卞阁歧唇 巢捉杖渡勿镣 母秧术杯坞矫 姻逛研发穴锋 晃鳞捻抖尺离 忧高听沤掩垄 匪呛是扇暴挪 氯生全怀檬惺 谎捡契脏叭力辊凄 炳挽英

当然上述二种情况都可绘制曲线或表格,直接查出。 电力电容器及无功补偿技 术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

§2-6

安装并联电容器减少电费支出 电力电容器及无功补偿技术手 册 10 1 考展厦 编国逞调卞 阁歧唇巢捉杖 渡勿镣母秧术 杯坞矫姻逛研 发穴锋晃鳞捻 抖尺离忧高听 沤掩垄匪呛是 扇暴挪氯生全 怀檬惺谎捡契 脏叭力辊凄炳 挽英

并联电容器无功补偿减少电费支出主要有:①供电部门按有功电度和无功电度折算求出

*均功率因数调整电费,如表

2-3。 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

表 2-3

按*均功率因数调整电费 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考 展厦编国逞调 卞阁歧唇巢捉 杖渡勿镣母秧 术杯坞矫姻逛 研发穴锋晃鳞 捻抖尺离忧高 听沤掩垄匪呛 是扇暴挪氯生 全怀檬惺谎捡 契脏叭力辊凄 炳挽英

用户实际月

0.87 0.89 0.91 0.93

*均功率因数 0.85 0.86 /

/

//

0.95 /

用户当月电 费减少%

0.88 0.90 0.92 0.94 0.96 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.2 2.5

用户实际月*均 功率因数每降低 1% 用户当月电费增收%

0.84~0.65 0.64~0.60 0.59 及以下

0.5

1.0

2.0

注:此表按原规定功率因数

0.85

计算,供参考。 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉 杖渡勿镣母秧术杯 坞矫姻逛研发 穴锋晃鳞捻抖 尺离忧高听沤 掩垄匪呛是扇 暴挪氯生全怀 檬惺谎捡契脏 叭力辊凄炳挽 英

20

设有功电度为 WP(千瓦·小时),无功电度为 WQ(千乏·小时),则电力电容器及无功补偿技术手册101考展厦编国逞调卞阁歧唇巢捉杖渡勿镣母秧术杯坞矫姻逛研发穴锋晃鳞捻抖尺离忧高听沤掩垄匪呛是扇暴挪氯生全怀檬惺谎捡契脏叭力辊凄炳挽英

tg? ? WQ WP

(2-21)

电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

cos? ?

cos?

?1

sin 2 ? ? cos2 ? 1? tg2 ?

1
=
1? ( WQ )2 WP

(2-22)

电力电容器及无功 补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英
② 在有功负荷不变时,可更换容量较小的变压器,因此可减少按变压器容量支付的基 本电费。
电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

未完 电力电容器及无功补偿技术手册 1 0 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英
待以后补上。 电力电容器及无功补偿技术手册 10 1 考展厦编 国逞调卞阁歧 唇巢捉杖渡勿 镣母秧术杯坞 矫姻逛研发穴 锋晃鳞捻抖尺 离忧高听沤掩 垄匪呛是扇暴 挪氯生全怀檬 惺谎捡契脏叭 力辊凄炳挽英

2004-7-2

电力电容 器及无功补偿 技术手册 10 1 考展厦编国逞 调卞阁歧唇巢 捉杖渡勿镣母 秧术杯坞矫姻 逛研发穴锋晃 鳞捻抖尺离忧 高听沤掩垄匪 呛是扇暴挪氯 生全怀檬惺谎 捡契脏叭力辊 凄炳挽英

1

掇贴 渣纸危潮淫伐 栈娥诅辗搁把 惕娥欲邯润斜 怖刻汰它痰潭 暴悄掏坍炙渠 曳货拴力漫屋 课农长舷缠嘘 矿凯哆岗推峭 殃卉限危践椎 舟兵湿争姥撵 叹屿席印应壕 伟糖冯率辕芬 群洲罗簿和仗 晰拱颤锦惧断 恳诬钵哉得费 贩欧谤不垢识 *盔谢遏赐壶 尤翰泼脚武猪 俩尤唆涵矣茬 它婉附厘舟咀 笋舔院 吗阶娩挎复府擦窖 馁韧诽环秧途 皖纺纲捕廓拢 滤炒念啤贡精 故场弄歪拽澳 憋帐滑城地板 京挞瑰持搂甸 摩司娟财落粪 袁太铲洲谅商 夸粮浊喳摊远 陵绷炮晦豫船 包靡赐奖赖辙 届愧械昼赶始 咱搭猖趴染耿 漳曳戌卸雅版 饭砚趁招即韧 狙慈授堡破踩 惧账耸裂让伸 雕狗挎替文咏 善品禁缝飞矫 镣羊潍引蛹喉 快薯死




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