論電容補償在大型電廠中的應用

劉云++李歡歡

摘 要：針對電廠中應用最多的三相異步電機存在功率因數過低的問題進行研究，并在對問題探究、分析的基礎上，找出相應的解決措施，旨在為電網運行技術人員提供一定的參考。

關鍵詞：大型電廠；三相異步電機；電容補償；無功功率

中圖分類號：TM761+.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）19-0018-01

在生產運行中，電機運行功率因數都比較低，需要從電網中吸收大量的無功才能正常工作，這樣就造成了較大的電壓損失和電能損失，因此，提高電機的功率因數及回路的線損刻不容緩。

1 提高功率因數的方法

提高功率因數有兩種方法，分別為提高電機的自然功率因數和安裝人工補償裝置，即電容補償裝置。

移相電容補償方式主要有三種，即個別補償、分組補償和集中補償。這三種補償方式的優、缺點如表1所示。

表1 三種補償方式的優、缺點對比

1.1 問題現象及原因分析

采用個別補償方式時，移相電容與電機一起并聯在母線上，切斷電源后，電機轉速不能馬上降為零，且因電容組對電機放電，使電機得到勵磁。如果電容容量過大，就很有可能產生幅值很大的過電壓，該電壓要經過相當長的一段時間才能降下來，這就是勵磁現象。拉閘后，如果立即合閘，線路電壓和自勵磁產生的電壓在相位上會有一個差角。此外，自勵磁還有可能使電機產生瞬時扭矩，瞬時扭矩與電機轉動方向相反，所以容易造成電機轉軸和靠背輪的損壞。

1.2 解決措施

出現自勵磁現象的原因是補償的電容容量過大，因此，必須采用合適的電容容量進行補償。由于電容放電需要一個過程，所以，機組不能加入自動重合閘裝置，也不能在跳閘后馬上合閘。

2 無功就地補償的實際應用

近期對電廠4臺機組的運行數據進行了采集，如表2所示。

無功功率用途很大，電動機需要建立和維持旋轉磁場，使轉子轉動，從而帶動機械運動。同樣，變壓器也需要無功在一次線圈產生磁場、二次線圈感應出電壓，因此，沒有無功，電動機就無法轉動，變壓器二次側也無法感應出電壓。然而，無功功率同樣對供、用電產生一定的不良影響，主要表現為以下四點：①降低發電機的有功輸出；②降低輸、配電設備的供電能力；③造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加；④造成低功率因數運行和電壓下降，使電氣設備容量得不到充分發揮。

3 選擇補償電容容量的方法

通過對表2分析、計算和整理可以看出，1#、3#機組補償的容量在合理范圍內，但4#、5#機組補償的容量明顯過大。由于4臺機組均采用的是單臺、就地、靜態補償，此補償的特點是出力固定，所以補償的容量既不能過大——過大會使電機在停機瞬間產生自勵磁現象，但又要保證機組的功率因數在0.9以上。由此可得出，1#、3#機組選擇30 kVA，4#、5#機組選擇20 kVA，此時機組的運行功率因數均為0.94.

4 結束語

隨著我國經濟的高速發展，各行各業對電力的需求不斷增大，擴大電廠電容補償的應用越來越受重視。因此，對于電力技術人員來說，應該充分發揮專業優勢，提高電容補償的利用率，以滿足社會生產和居民生活的實際需要。

參考文獻

[1]方承遠.工廠電氣控制技術[M].第2版.北京：機械工業出版社，2000.

[2]倪遠平.現代低壓電器及其控制技術[M].重慶：重慶大學出版社，2003.

〔編輯：劉曉芳〕

On the Capacitance Compensation Used in Large Power Plant

Liu Yun， Li Huanhuan

Abstract： The problem of low power factor for power plant applications up to the presence of three-phase asynchronous motors research and exploration of the issue， based on the analysis， to identify appropriate solutions designed for grid operation and technical personnel to provide some reference.

Key words： large power plants； three-phase asynchronous motors； capacitance compensation； reactive power

摘 要：針對電廠中應用最多的三相異步電機存在功率因數過低的問題進行研究，并在對問題探究、分析的基礎上，找出相應的解決措施，旨在為電網運行技術人員提供一定的參考。

關鍵詞：大型電廠；三相異步電機；電容補償；無功功率

中圖分類號：TM761+.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）19-0018-01

在生產運行中，電機運行功率因數都比較低，需要從電網中吸收大量的無功才能正常工作，這樣就造成了較大的電壓損失和電能損失，因此，提高電機的功率因數及回路的線損刻不容緩。

1 提高功率因數的方法

提高功率因數有兩種方法，分別為提高電機的自然功率因數和安裝人工補償裝置，即電容補償裝置。

移相電容補償方式主要有三種，即個別補償、分組補償和集中補償。這三種補償方式的優、缺點如表1所示。

表1 三種補償方式的優、缺點對比

1.1 問題現象及原因分析

采用個別補償方式時，移相電容與電機一起并聯在母線上，切斷電源后，電機轉速不能馬上降為零，且因電容組對電機放電，使電機得到勵磁。如果電容容量過大，就很有可能產生幅值很大的過電壓，該電壓要經過相當長的一段時間才能降下來，這就是勵磁現象。拉閘后，如果立即合閘，線路電壓和自勵磁產生的電壓在相位上會有一個差角。此外，自勵磁還有可能使電機產生瞬時扭矩，瞬時扭矩與電機轉動方向相反，所以容易造成電機轉軸和靠背輪的損壞。

1.2 解決措施

出現自勵磁現象的原因是補償的電容容量過大，因此，必須采用合適的電容容量進行補償。由于電容放電需要一個過程，所以，機組不能加入自動重合閘裝置，也不能在跳閘后馬上合閘。

2 無功就地補償的實際應用

近期對電廠4臺機組的運行數據進行了采集，如表2所示。

無功功率用途很大，電動機需要建立和維持旋轉磁場，使轉子轉動，從而帶動機械運動。同樣，變壓器也需要無功在一次線圈產生磁場、二次線圈感應出電壓，因此，沒有無功，電動機就無法轉動，變壓器二次側也無法感應出電壓。然而，無功功率同樣對供、用電產生一定的不良影響，主要表現為以下四點：①降低發電機的有功輸出；②降低輸、配電設備的供電能力；③造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加；④造成低功率因數運行和電壓下降，使電氣設備容量得不到充分發揮。

3 選擇補償電容容量的方法

通過對表2分析、計算和整理可以看出，1#、3#機組補償的容量在合理范圍內，但4#、5#機組補償的容量明顯過大。由于4臺機組均采用的是單臺、就地、靜態補償，此補償的特點是出力固定，所以補償的容量既不能過大——過大會使電機在停機瞬間產生自勵磁現象，但又要保證機組的功率因數在0.9以上。由此可得出，1#、3#機組選擇30 kVA，4#、5#機組選擇20 kVA，此時機組的運行功率因數均為0.94.

4 結束語

隨著我國經濟的高速發展，各行各業對電力的需求不斷增大，擴大電廠電容補償的應用越來越受重視。因此，對于電力技術人員來說，應該充分發揮專業優勢，提高電容補償的利用率，以滿足社會生產和居民生活的實際需要。

參考文獻

[1]方承遠.工廠電氣控制技術[M].第2版.北京：機械工業出版社，2000.

[2]倪遠平.現代低壓電器及其控制技術[M].重慶：重慶大學出版社，2003.

〔編輯：劉曉芳〕

On the Capacitance Compensation Used in Large Power Plant

Liu Yun， Li Huanhuan

Abstract： The problem of low power factor for power plant applications up to the presence of three-phase asynchronous motors research and exploration of the issue， based on the analysis， to identify appropriate solutions designed for grid operation and technical personnel to provide some reference.

Key words： large power plants； three-phase asynchronous motors； capacitance compensation； reactive power

摘 要：針對電廠中應用最多的三相異步電機存在功率因數過低的問題進行研究，并在對問題探究、分析的基礎上，找出相應的解決措施，旨在為電網運行技術人員提供一定的參考。

關鍵詞：大型電廠；三相異步電機；電容補償；無功功率

中圖分類號：TM761+.1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）19-0018-01

在生產運行中，電機運行功率因數都比較低，需要從電網中吸收大量的無功才能正常工作，這樣就造成了較大的電壓損失和電能損失，因此，提高電機的功率因數及回路的線損刻不容緩。

1 提高功率因數的方法

提高功率因數有兩種方法，分別為提高電機的自然功率因數和安裝人工補償裝置，即電容補償裝置。

移相電容補償方式主要有三種，即個別補償、分組補償和集中補償。這三種補償方式的優、缺點如表1所示。

表1 三種補償方式的優、缺點對比

1.1 問題現象及原因分析

采用個別補償方式時，移相電容與電機一起并聯在母線上，切斷電源后，電機轉速不能馬上降為零，且因電容組對電機放電，使電機得到勵磁。如果電容容量過大，就很有可能產生幅值很大的過電壓，該電壓要經過相當長的一段時間才能降下來，這就是勵磁現象。拉閘后，如果立即合閘，線路電壓和自勵磁產生的電壓在相位上會有一個差角。此外，自勵磁還有可能使電機產生瞬時扭矩，瞬時扭矩與電機轉動方向相反，所以容易造成電機轉軸和靠背輪的損壞。

1.2 解決措施

出現自勵磁現象的原因是補償的電容容量過大，因此，必須采用合適的電容容量進行補償。由于電容放電需要一個過程，所以，機組不能加入自動重合閘裝置，也不能在跳閘后馬上合閘。

2 無功就地補償的實際應用

近期對電廠4臺機組的運行數據進行了采集，如表2所示。

無功功率用途很大，電動機需要建立和維持旋轉磁場，使轉子轉動，從而帶動機械運動。同樣，變壓器也需要無功在一次線圈產生磁場、二次線圈感應出電壓，因此，沒有無功，電動機就無法轉動，變壓器二次側也無法感應出電壓。然而，無功功率同樣對供、用電產生一定的不良影響，主要表現為以下四點：①降低發電機的有功輸出；②降低輸、配電設備的供電能力；③造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加；④造成低功率因數運行和電壓下降，使電氣設備容量得不到充分發揮。

3 選擇補償電容容量的方法

通過對表2分析、計算和整理可以看出，1#、3#機組補償的容量在合理范圍內，但4#、5#機組補償的容量明顯過大。由于4臺機組均采用的是單臺、就地、靜態補償，此補償的特點是出力固定，所以補償的容量既不能過大——過大會使電機在停機瞬間產生自勵磁現象，但又要保證機組的功率因數在0.9以上。由此可得出，1#、3#機組選擇30 kVA，4#、5#機組選擇20 kVA，此時機組的運行功率因數均為0.94.

4 結束語

隨著我國經濟的高速發展，各行各業對電力的需求不斷增大，擴大電廠電容補償的應用越來越受重視。因此，對于電力技術人員來說，應該充分發揮專業優勢，提高電容補償的利用率，以滿足社會生產和居民生活的實際需要。

參考文獻

[1]方承遠.工廠電氣控制技術[M].第2版.北京：機械工業出版社，2000.

[2]倪遠平.現代低壓電器及其控制技術[M].重慶：重慶大學出版社，2003.

〔編輯：劉曉芳〕

On the Capacitance Compensation Used in Large Power Plant

Liu Yun， Li Huanhuan

Abstract： The problem of low power factor for power plant applications up to the presence of three-phase asynchronous motors research and exploration of the issue， based on the analysis， to identify appropriate solutions designed for grid operation and technical personnel to provide some reference.

Key words： large power plants； three-phase asynchronous motors； capacitance compensation； reactive power