無功補償技術(shù)在工廠供電系統(tǒng)中的探討

【摘 要】無功補償技術(shù)的使用可以減少無功功率在工廠電網(wǎng)中的流動，降低線路和變壓器因為輸送尢功功率而造成電能損失；安裝無功補償設(shè)備可以有效的降低工廠電力網(wǎng)的損耗。另外，無功補償可以提高功率因數(shù)，相對其他節(jié)能措施而言，是收效快、投資少的降損節(jié)能措施，可以使電力系統(tǒng)少送無功功率，多送有功功率，而且可以在電力系統(tǒng)無功功率不足時，迅速提供無功功率。

【關(guān)鍵詞】供電系統(tǒng)；無功補償技術(shù)；節(jié)能；

隨著社會的發(fā)展，工廠的機械設(shè)備在工業(yè)化趨勢下使用越來越多，用電量也隨之增加。雖然我國工業(yè)用電占全國發(fā)電量總額的70%，但電能的損耗卻占據(jù)整個工廠電能消耗的20%-30%，電能的損耗加大工廠的生產(chǎn)成本。減少工廠生產(chǎn)成本，重視工廠電能節(jié)約，提高電量的利用率，有利于工廠在激烈的市場競爭中立足。無功補償技術(shù)的作用就是降低供電系統(tǒng)損耗，減少工廠生產(chǎn)成本。

1供電系統(tǒng)的無功補償技術(shù)概況

1.1無功補償?shù)墓ぷ髟?/p>

供電功率可以分為有功功率和無功功率兩種。這里主要講無功功率。無功功率適用于下屬用電和配電變壓器的無功功率補償，因為無功功率不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸。無功補償通過在供電系統(tǒng)中安裝無功補償裝置的方式實現(xiàn)，配電變壓器與電路中的用電設(shè)備與無功補償設(shè)備相互抵消無功功率，提高功率因數(shù)，從而達(dá)到從整體上減少無功功率，提高供電用電率的目的。

無功補償?shù)墓ぷ髟硎侨菪怨β守?fù)荷與感性功率負(fù)荷裝置連接在同一電路，兩種不同負(fù)荷的能量相互交換后，容性負(fù)荷輸出的無功功率補償感性負(fù)荷需要的無功功率。

1.2無功補償技術(shù)的優(yōu)點

在工廠中采用無功補償技術(shù)可以為工廠帶來多種效益；

首先，無功補償可以保證電網(wǎng)中的電壓質(zhì)量，減少電壓波動的情況，提高工廠電壓的穩(wěn)定性，最終保障工廠各項生產(chǎn)正常運轉(zhuǎn)，減少由于電壓不穩(wěn)定造成的經(jīng)濟損失。

其次，工廠的電能質(zhì)量通過工廠電網(wǎng)的無功補償設(shè)備將得到改善，節(jié)約電能，減少電能在變壓器和線路中的損耗，通過無功補償，提高了功率因數(shù)，使得工廠變壓器的供電能力得到加強，提高了電動機的負(fù)載率；

再次，無功補償措施可以節(jié)約各種有色金屬的使用，尤其是鉛的使用。因為通過無功補償措施，導(dǎo)線的截面積可以做到最小，從而降低接觸端的熱量，進(jìn)而延長用電設(shè)備的使用壽命；

最后，工廠功率因數(shù)在無功補償技術(shù)的使用后，可以為工廠企業(yè)節(jié)省大量的電費，減少工廠生產(chǎn)運營成本，增加競爭力。

2 工廠供電系統(tǒng)的無功補償技術(shù)

現(xiàn)階段提高工廠供電質(zhì)量的方法可以分為提高自然功率因數(shù)和使用無功補償技術(shù)提高功率因數(shù)兩大類。其中自然功率因數(shù)的提高，與用電設(shè)備的負(fù)荷性質(zhì)相關(guān)，工廠可以通過使用無壓運行的電磁開關(guān)或者合理安排生產(chǎn)工藝流程的方式來改善電氣設(shè)備的運行情況，另外，要盡阜=避免變壓器長期進(jìn)行低負(fù)荷運作或空載運轉(zhuǎn)。相比提高自然功率因數(shù)來提高供電質(zhì)量，無功補償技術(shù)的使用在技術(shù)和實際應(yīng)用上使用更加廣泛，下文注重介紹工廠供電系統(tǒng)的無功補償技術(shù)應(yīng)用。

2.1工廠供電系統(tǒng)的無功補償技術(shù)應(yīng)用

工廠企業(yè)中的電力系統(tǒng)功率因數(shù)有著十分重要的作用，通過無功補償技術(shù)可以提高工廠企業(yè)的供電系統(tǒng)功率因數(shù)，降低電能和功率的損耗，加強線路運輸能力，用電設(shè)備容量也可以得到充分的利用，不僅節(jié)約能源，而且節(jié)省了工廠的生產(chǎn)運作成本。我國無功補償技術(shù)普遍是根據(jù)配電網(wǎng)絡(luò)和用戶的實際情況采取低壓集中補償、變電所集中補償、用戶終端分散補償以及桿上無功補償?shù)确绞竭M(jìn)行 工廠使用無功補償技術(shù)之后，通過提高功率因數(shù)，來減低電流在變壓器以及線路中的損耗（參見表一）。

表一 容量為400KVA的變壓器投入補償器前后數(shù)據(jù)對照表

功率因數(shù)

A相電流

B相電流

C相電流

投用前

0.78

590A

592A

591A

投用后

0.99

510A

511A

491A

差值

0.21

80A

81A

100A

2.2使用電力電容器

電力電容器又稱作移相電容器或靜電電容器。其產(chǎn)生的變壓器及超前電壓容性電流與電動機產(chǎn)生的感性電流相補償。為了滿足線路前端電網(wǎng)中的無功電流降低，工廠可以在線路上安裝靜電電容器。

并聯(lián)電容器的無功補償方式因其經(jīng)濟且簡單，逐漸在企業(yè)工廠中間普及，它的補償方式一般有三種類型：

第一，低壓分組補償。通過在車間變配電母線安裝電容器的方式，從而減少所需電容器的總?cè)萘浚岣唠娙萜鞯氖褂眯省Ｍ瑫r，低壓分組補償可以自動控制，且使用的保護裝置和低壓開關(guān)價格較低，減少成本開支，又可以減少配電變壓器和高壓線中的電能損耗，降低工廠車間內(nèi)的主變壓器視的功率。需要注意的是，采用低壓分組補償過程中，不能減少低壓線路中的無功電流。為了取得更好的補償效果，管理人員可以將無功補償設(shè)備設(shè)置在配電箱和低壓用電設(shè)備附近，使分組補償與個別補償混合使用。

第二，個別補償，又稱為隨即補償。即將電動機的引出線端子與電容器直接相連，電動機與開關(guān)設(shè)備使用同套。

第三，高壓集中補償。在工廠總降壓變電所低壓側(cè)為6 IOKV的母線上安裝電容器。這種補償方式既有優(yōu)點也有缺點。優(yōu)點是安裝方便，利用率高；缺點是不能減低工廠內(nèi)部配電系統(tǒng)的無功功率，只能減少變電所前電力系統(tǒng)通過的無功功率，保證本變電所的電壓質(zhì)量，且電容器的保護裝置和開關(guān)設(shè)備價格偏高。

2.3使用同步調(diào)相機

同步調(diào)相機又稱為同步補償器，即一種同步電動機，在功率因數(shù)為0.8-0.9超前（過勵磁運行狀態(tài)）的狀態(tài)下，向供電系統(tǒng)提供無功功率，相反，在欠勵磁運行狀態(tài)下，則會從電力系統(tǒng)中吸取無功功率。同步調(diào)相機明顯的改善功率因數(shù)，所以適用于低速、恒速且長期連續(xù)工作容量較大的電動機。而不適用于那些小容量的高速同步電動機。此外，同步調(diào)相機有起動控制設(shè)備，結(jié)構(gòu)偏復(fù)雜，維護工作量比其他補償器要大。

2.4 無功補償以及消除諧波裝置

動態(tài)諧波以及無功補償裝置是根據(jù)工廠供電系統(tǒng)諧波治理和無功補償原理開發(fā)研制出來的。這種裝置除了提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)和電網(wǎng)的電能質(zhì)量外，還能凈化電網(wǎng)的電磁環(huán)境，保障電器設(shè)施安全可靠穩(wěn)定運行，既可以節(jié)約能源又可以提高工廠的生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語

無功補償技術(shù)實用性能強，可以為工廠創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益。在實際運作中，無功補償技術(shù)可以提高功率因數(shù)，增強電力輸出能力，提高設(shè)備容量的充分利用率，降低電能和功率的損耗，減少工廠的生產(chǎn)運營成本，最終發(fā)揮提高電能利用率的作用。

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