淺議某200MW電廠電機的無功補償控制

摘 要：電機在輸出有用功率時，還必不可少損耗一部分功用于電機的無功平衡。本文以QF-200-2型空冷汽輪發電機為例，詳細介紹無功補償控制的特點，補償方式的選擇，補償功率的確定以及設備的安裝。在安裝無功補償以來取得了明顯的經濟效益。

關鍵詞：高壓電機 無功補償 工藝

中圖分類號：U264文獻標識碼：A文章編號：1674-098X(2012)04(b)-0060-01

電機是電廠的耗能大戶，在電機做功的過程中，不僅需要消耗有功功率來輸出有用功，同時為了有用功的輸出，還必須有一部分功用于電機的無功平衡。無功功率雖不直接做功，但卻是必不可少的，因此會造成嚴重的資源浪費，通知也會對傳輸線路及變壓器造成損失。然而無功功率由就地補償的電容器來提供，就可以極大地消減上述情況，特別是對負荷較大、電壓較高的電機來說，其優越性更加突出。

下面以QF-200-2型空冷汽輪發電機為例，來進行探討電機的無功補償控制。

1 基礎數據的獲取

只有準確了解了電機的實際運行狀況，才能制定出準確、詳細的補償方案，主要包括額定電壓、額定電流、功率因數以及空載電流等，下表是通過QF-200-2型空冷汽輪發電機的銘牌及說明書，獲得的其主要技術數據如表1。

2 電力電容器補償方式的選擇

在三相異步電機的能量轉化過程中，建立交變磁場在一個周期內吸收的功率和釋放的功率相等稱為感性無功;對于電容器來說，在一個周期內上半周期所充的電功率等于下半周期的放電功率稱為容性無功。把電力電容器和交流異步電機并聯在同一電路中，當電感吸收能量時，電容器正好在釋放能力，當電感放出能量時，電容器卻剛好在吸收能量，保證了能量在它們之間的相互轉換，從而減小了電源輸送的無功功率，提高了異步電機功率因數。

3 就地補償裝置功率的確定

從上面的數據中，補償前的功率因數=0.85，對于有功功率可以下式計算：，P=×18000×7547×0.85=198.5MW(式中U為額定電壓，I為額定電流)，只要再得到補償后所要達到的功率因數的值，就可以計算出所需要補償電容器的容量Q。根據經驗，在對電機進行無功補償時，當功率因數補償到0.95以上時，所需無功補償電容量增長幅度大大提高，而對于補償后電動機的視在功率減少量卻非常有限，對線路損耗的影響也相對較小;同時補償過度還可能產生電動機自勵現象，同時產生幅值很高的過電壓，對電機和補償器造成危害。因此，此處的取值為0.95。再利用公式

即可得到補償電容器的容量。帶入后可得到Q=5.78萬Kvar。

4 接線方式及安裝

三相高壓電容器組的接線方式分為兩類：三角形和不接地星形。中性點不接地星形最大的優點就是當其中一臺電容器發生故障時，其故障電流僅僅為額定電流的3倍;同樣也存在著不足，就是當一相中有一臺電容器發生故障、推出運行后，三相中的電容器阻抗將變得不再平衡，甚至會產生比較嚴重的中性點位移，造成運行中的其他電容器長期處于過電壓的狀態;若果已經設置了過壓保護，則可能會使整組電容器斷開，繼而引起電壓波動和失去無功補償的功能，同時也會對電壓的質量造成影響。

根據就地補償的要求，補償設備已安裝于電機附近最為合理，補償的效果也最為明顯。因此，把無功就地補償控制柜安裝在被控電機的附近。

5 補償效果

在組裝了無功補償裝置后，取得了較好的經濟效益，主要體現在一下幾個方面：(1)后來的實測功率因數均達到了0.94以上，滿足了供電部門的考核要求;(2)經濟指標，用無功補償經濟當量進行計算無功補償產生的經濟效益，無功經濟當量值取0.1，每年工作6900小時，則每年減少損失4050萬kW·h。按每度0.6元計，每年可節約2430萬元;(3)在無功補償后運行的電流下降，減少了輸配電線路的電壓降，在一定程度上保證供電電壓的質量;(4)電流的下降，減少了線路及相關輔助設備的發熱量，延長了線路及相關設備的使用壽命。

通過對上面例子的分析，可以看出在高壓電機系統中引入無功補償控制裝置，可以明顯的提高電力利用率，維持電壓穩定，節約成本，延長相關設備的使用壽命，值得大力的推廣。

參考文獻

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