化工企業提高電網功率因數的幾點措施

【摘要】現代大型煤化工企業作為用電大戶，其負荷性質決定電網質量。功率因數作為電能質量的一個關鍵指標，不但影響電網，也影響著電氣設備的效率及利用率。本文通過對本公司功率因數較低的原因進行分析，從實用角度提出具體措施，并就其效果予以闡述。

【關鍵詞】電網；功率因數；電能質量；提高措施；效果

功率因數是交流電路的重要技術數據之一。功率因數的高低關系到供電電能的質量及電網的安全、經濟運行，對于分析、研究電氣設備的利用率和電能的消耗等問題有十分重要的意義，應予以充分重視。本文對我廠功率因數較低的原因進行了分析，并提出了幾點具體措施。

一、公司供電系統簡述

我公司屬大型煤化工企業，工藝流程連續性強且較為復雜，對供電質量及可靠性要求高。工藝流程中機泵設備多，電氣設備中絕大多數負荷為異步電動機。公司電網采用110kV雙回路進線，內部供電系統以6kV為主配電網，采用單母線分段，樹枝狀結構。兩臺發電機分別通過6/110kV升壓變并在110kV I、II段母線上。公司總用電負荷為32～38MW，發電量約80MW，由于負荷中感性負載較多，電網功率因數較低，用電負荷功率因數在低壓集中補償后為滯后0.8～0.82，低于供電部門0.9以上的要求，為此公司每月損失約20萬元的力率電費，需要采取措施提高電網功率因數。

二、就我們公司來說，造成電網功率因數較低的原因

1.感性負載多。我廠異步電動機、電抗器、變壓器、日光燈等均為感性負載。

2.電動機、變壓器鐵芯銹蝕、松動等造成鐵損增大。

3.電動機或變壓器處于空載或輕載運行，電動機、變壓器將由電網吸收較多無功建立、維持磁場。

4.現場檢修用電焊機、電鉆等設備功率因數低。

5.我廠變頻器、軟啟動器等電子設備較多，特別是整流、斬波晶閘管、IGBT等電力晶體元件在控制角較大時，容易成波形畸變，諧波增大，功率因數降低。

三、針對上述原因，提出的幾點提高功率因數的措施

1、采用并聯合適的電容器來提高整個電路的功率因數，即高壓或低壓靜止無功補償。目前我公司采用在總變電所6kV高壓母線處并聯電容器及在負荷集中、功率因數較低的低壓變電所0.4kV母線并聯電容器的方法進行高/低壓集中補償。如圖1所示。以某低壓變電所1變為例，1變投有四組電容，每組電容可補償電流63A，進線電流可降低200A左右，若電網功率因數由以前的0.85提高到0.9以上，則每月可節省：200A*0.4kV*1.732*（0.9-0.85）*24h*30天*0.63元共3142.5元。我公司類似低壓變電所有20個左右，每月可節省電費6萬余元。

2.對大機組如球磨機等采用同步電動機，在額定參數范圍內，提高同步機功率因數至超前0.9左右，由同步機發出容性無功補償電網感性無功。

3.避免電機或變壓器空載運行。如合成爐變壓器，在系統開車時投入，升溫結束，就退出運行。電動機雙機運行負荷較小時，采用一開一備的運行方式。新增電動機或變壓器恰當選擇容量，減少無功消耗，防止“大馬拉小車”。

4.合理配置變壓器，通過改變運行方式提高變壓器負荷率。當分段運行的變壓器在負荷較小時，在不影響系統安全時采用一臺變壓器帶兩段母線運行的方式。

5.增加濾波或諧波吸收裝置，減少、消除電網中的諧波分量，提高電能質量。在低壓配電室增加LVCA型抗諧波無功動態補償裝置，在每一條補償支路采用具有調諧功能的無功補償回路，同時選用具有濾波功能的電容器。

6.通過調度室調整生產班次，均衡用電負荷，提高用電負荷率；優化工藝指標，減少開停車次數，保持負荷穩定。

我公司通過高低壓集中補償、提高同步機功率因數、消除諧波等方式，提高電網功率因數，不僅使用電設備利用率大大提高，而且每月為公司節約電費20余萬元。