摘 要：電機(jī)在輸出有用功率時，還必不可少損耗一部分功用于電機(jī)的無功平衡。本文以QF-200-2型空冷汽輪發(fā)電機(jī)為例，詳細(xì)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(shè)備的安裝。在安裝無功補償以來取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：高壓電機(jī) 無功補償 工藝

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

電機(jī)是電廠的耗能大戶，在電機(jī)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(jī)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(yán)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?shù)碾娙萜鱽硖峁?，就可以極大地消減上述情況，特別是對負(fù)荷較大、電壓較高的電機(jī)來說，其優(yōu)越性更加突出。

下面以QF-200-2型空冷汽輪發(fā)電機(jī)為例，來進(jìn)行探討電機(jī)的無功補償控制。

1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取

只有準(zhǔn)確了解了電機(jī)的實際運行狀況，才能制定出準(zhǔn)確、詳細(xì)的補償方案，主要包括額定電壓、額定電流、功率因數(shù)以及空載電流等，下表是通過QF-200-2型空冷汽輪發(fā)電機(jī)的銘牌及說明書，獲得的其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如表1。

2 電力電容器補償方式的選擇

在三相異步電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化過程中，建立交變磁場在一個周期內(nèi)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(nèi)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(jī)并聯(lián)在同一電路中，當(dāng)電感吸收能量時，電容器正好在釋放能力，當(dāng)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(zhuǎn)換，從而減小了電源輸送的無功功率，提高了異步電機(jī)功率因數(shù)。

3 就地補償裝置功率的確定

從上面的數(shù)據(jù)中，補償前的功率因數(shù)=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(dá)到的功率因數(shù)的值，就可以計算出所需要補償電容器的容量Q。根據(jù)經(jīng)驗，在對電機(jī)進(jìn)行無功補償時，當(dāng)功率因數(shù)補償?shù)?.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(jī)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(chǎn)生電動機(jī)自勵現(xiàn)象，同時產(chǎn)生幅值很高的過電壓，對電機(jī)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(yōu)點就是當(dāng)其中一臺電容器發(fā)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(dāng)一相中有一臺電容器發(fā)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?xí)a(chǎn)生比較嚴(yán)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(tài);若果已經(jīng)設(shè)置了過壓保護(hù)，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?shù)墓δ?，同時也會對電壓的質(zhì)量造成影響。

根據(jù)就地補償?shù)囊螅a償設(shè)備已安裝于電機(jī)附近最為合理，補償?shù)男Ч沧顬槊黠@。因此，把無功就地補償控制柜安裝在被控電機(jī)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(jīng)濟(jì)效益，主要體現(xiàn)在一下幾個方面：(1)后來的實測功率因數(shù)均達(dá)到了0.94以上，滿足了供電部門的考核要求;(2)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，用無功補償經(jīng)濟(jì)當(dāng)量進(jìn)行計算無功補償產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)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(jié)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(zhì)量;(4)電流的下降，減少了線路及相關(guān)輔助設(shè)備的發(fā)熱量，延長了線路及相關(guān)設(shè)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(jī)系統(tǒng)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(wěn)定，節(jié)約成本，延長相關(guān)設(shè)備的使用壽命，值得大力的推廣。

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