工廠低壓無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用與效益分析

胡德江，馮 婧

（張家口海特鋼管有限責(zé)任公司，河北 張家口 075000）

本文將簡單介紹工廠低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的3種形式，并從分析減損效果、預(yù)算減損收益和分析投資收益三個(gè)方面舉例論述工廠低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用效益。

1 工廠低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)分析

1.1 設(shè)備容量的分配技術(shù)

對(duì)于容量的分配，是按照負(fù)荷大小分配的，該種技術(shù)就是分散補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方式主要是依據(jù)局部區(qū)域負(fù)荷的具體指數(shù)來分配配電網(wǎng)必備的無功補(bǔ)償容量，然后為10 kV配電線路或者公用變壓器的低壓側(cè)組裝電容器，這樣能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)進(jìn)行有效的補(bǔ)償。需要注意的是，分散補(bǔ)償方式有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在3個(gè)方面：①以“就地平衡”為基本原則，能夠針對(duì)負(fù)荷相對(duì)分散的用戶實(shí)現(xiàn)平衡性無功分區(qū)補(bǔ)償，適用于局部區(qū)域負(fù)荷分散的地區(qū)；②有助于提高電氣設(shè)備的負(fù)載能力，優(yōu)化輸電線路及其運(yùn)行模式與特性，有效補(bǔ)償配電分支線路的容量；③能夠有效控制電損耗量，彌補(bǔ)配電線路過長、無功損耗量大、負(fù)荷效率低下以及末端電壓質(zhì)量較差等缺陷，是一種經(jīng)濟(jì)可行的補(bǔ)償方式。然而，分散補(bǔ)償方式的缺點(diǎn)也不容忽視，從宏觀的層面來看，該技術(shù)主要有2大缺點(diǎn)：①不能及時(shí)補(bǔ)償?shù)蛪号潆娋€路，補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)用效率相對(duì)低下；②這一補(bǔ)償方式的特征決定了設(shè)備安裝密度的分散性，加大了電容器及其他設(shè)備的維護(hù)管理難度。

1.2 設(shè)備容量的集中匯集技術(shù)

容量全部集中在變電站母線上，該種技術(shù)的顯著特征傾向于“集中性”。這種補(bǔ)償方式主要是將能夠滿足配電網(wǎng)需求的無功補(bǔ)償容量集中補(bǔ)償在饋電匯流母線上（饋電匯流母線通常位于配電變壓器上）或者變電站中，以此有效提高電壓質(zhì)量，緩解供電不足問題。集中補(bǔ)償方式有2大優(yōu)點(diǎn)：①該補(bǔ)償方式能夠優(yōu)化配電變壓器的供電體系，增強(qiáng)其供電能力，提升設(shè)備利用率；②該補(bǔ)償方式能夠降低配電變壓器、母線以及高壓輸電線路上的無功電損，提高電壓質(zhì)量，維護(hù)管理與操作較為方便。另外，集中補(bǔ)償方式的缺點(diǎn)不可忽視，該補(bǔ)償方式只能集中補(bǔ)償于某一系統(tǒng)（多為點(diǎn)以上的電力系統(tǒng)），不能應(yīng)用于高壓側(cè)，如果在點(diǎn)以下的系統(tǒng)使用這種補(bǔ)償方式，就會(huì)造成嚴(yán)重的投資損失。

1.3 功率補(bǔ)償技術(shù)

對(duì)電動(dòng)機(jī)上消耗的功率進(jìn)行補(bǔ)償，這種補(bǔ)償方式通常是直接把電容器安裝在用電設(shè)備附近，這樣能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)末尾處電動(dòng)機(jī)所消耗的功率予以就地補(bǔ)償，從而有效提升配電系統(tǒng)的功率及其因數(shù)。就地補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是不僅可以補(bǔ)償電力系統(tǒng)和用戶內(nèi)部，還可以有效控制電能損失系數(shù)。另外，就地補(bǔ)償方式有2大缺點(diǎn)：①該補(bǔ)償方式對(duì)利用小時(shí)較低的電力設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)利用效率較低；②因?yàn)榘惭b地點(diǎn)通常是在生產(chǎn)現(xiàn)場，運(yùn)行條件一般較差，給運(yùn)行維護(hù)帶來了諸多不便。

2 低壓配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用效益

2.1 分析減損效果

減損效果與應(yīng)用效益成正比，一般情況下，無功補(bǔ)償前后的有用或者無用功率損耗百分比用以下公式表示：

式（1）中：ΔP%為有功功率損耗降低的百分比；cosφ1和 cosφ2分別為功率補(bǔ)償前后的因數(shù)。

根據(jù)減損效果圖，如果cosφ1等于1，此時(shí)的線路則處于完全補(bǔ)償狀態(tài)，有功功率損耗降低的百分比已經(jīng)達(dá)到了最大值。如果在零補(bǔ)償和完全補(bǔ)償?shù)恼麄€(gè)過程中，曲線斜率隨著補(bǔ)償系數(shù)的增加而減小，這就說明減損效果較差。電力設(shè)備的功率因數(shù)越低，減損效果就越明顯。此外，當(dāng)cosφ1接近或者等于1時(shí)，減損效果將愈加模糊，而且要切忌過度補(bǔ)償，以免增加損耗率。要想獲取最佳補(bǔ)償效果，則需要將電力設(shè)備的功率因數(shù)控制在0.9～0.95之間。

2.2 預(yù)算減損收益

在分析和預(yù)算減損收益時(shí)，要先將降損收益劃分成2部分，第一部分是在電力相對(duì)短缺的狀態(tài)下，將所降低的電能損耗轉(zhuǎn)化為售電量，此時(shí)，售電量的數(shù)值和售電單價(jià)的乘積就是所增加的售電收入；第二部分則是在電力正常運(yùn)行情況下有效降低了電能損耗系數(shù)，同時(shí)減少了供電企業(yè)的購電總量，此時(shí)，售電量的數(shù)值和購電單價(jià)的乘積則用于表示所節(jié)約的購電費(fèi)用支出。

2.3 分析投資收益

分析投資收益主要是指分析和精確預(yù)算降損收益扣除折舊費(fèi)及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)后的盈余，盈余較高時(shí)，收益也會(huì)隨之提升。某工廠低壓配電室總?cè)萘慷噙_(dá)6 603 kVA，各個(gè)饋出線路安裝有53臺(tái)補(bǔ)償裝備，總?cè)萘抗灿?jì)2 215 kVar，補(bǔ)償度為33.5%，總投資多達(dá)22.11萬元。在補(bǔ)償前，功率因數(shù)等于0.82，補(bǔ)償后，功率因數(shù)增加到了0.92.此時(shí)，ΔP%＝[1－（0.82/0.92）2]×100%≈19.62%.由此可見，該配電室供電線路的有功功率損失降低了19.62%，這對(duì)提升投資收益具有積極作用。

3 結(jié)束語

總而言之，配電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)有分散補(bǔ)償、集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償3種形式，這3種補(bǔ)償方式各有優(yōu)劣。分散補(bǔ)償方式能夠?qū)ω?fù)荷相對(duì)分散的用戶實(shí)現(xiàn)平衡性無功分區(qū)補(bǔ)償，控制電損耗量，卻不能及時(shí)補(bǔ)償?shù)蛪号潆娋€路，補(bǔ)償設(shè)備應(yīng)用效率相對(duì)低下；集中補(bǔ)償能夠優(yōu)化配電變壓器的供電體系，增強(qiáng)其供電能力，提升設(shè)備利用率，維護(hù)管理與操作較為方便，卻不能應(yīng)用于高壓側(cè)；就地補(bǔ)償可以補(bǔ)償電力系統(tǒng)和用戶內(nèi)部，有效控制電能損失系數(shù)，運(yùn)行維護(hù)卻相對(duì)困難。因此，在選用配電網(wǎng)無功補(bǔ)償方式時(shí)，應(yīng)采取揚(yáng)長避短方針，發(fā)揮3種補(bǔ)償方式的優(yōu)點(diǎn)，科學(xué)分析減損效果、減損收益和投資收益。

參考文獻(xiàn)：

［1］譚樹華.工廠低壓無功補(bǔ)償方式的優(yōu)化［J］.電氣時(shí)代，2007（09）：112-115.

［2］柳春芳，陳劍光，柳山.低壓無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用與效益分析［J］.電工技術(shù)雜志，2002（05）：32-35.

［3］顧大中.工廠低壓無功補(bǔ)償方式優(yōu)化的思考［J］.能源工程，2001（03）：14-16.