萬(wàn)惠芬（中國(guó)石化集團(tuán)南京化學(xué)工業(yè)有限公司，江蘇 南京 210048）

1 優(yōu)化前狀況

我公司是大型化工生產(chǎn)企業(yè)，配置4座110kV和1座35kV總降，5臺(tái)同步汽輪發(fā)電機(jī)組。用電設(shè)備有大功率電熔爐、氫（空）氣壓縮機(jī)，大型離子膜整流變等，年用電量已超過(guò)10億kwh，且90%用電量來(lái)自外電網(wǎng)。按照與省電力公司簽訂的供用電協(xié)議，執(zhí)行大工業(yè)電價(jià)及功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法，按總降單線(xiàn)考核功率因數(shù)≥0.85。從2011年以來(lái)，有3座總降功率因數(shù)不達(dá)標(biāo)被罰款，其中2011年罰款107萬(wàn)元，2012年罰款58萬(wàn)元，2013年罰款96萬(wàn)元。因此，減少功率因數(shù)罰款，是我公司需要解決的一大課題。

2 原因分析

2.1 設(shè)備利用率不高

我公司70%以上的用電負(fù)荷是異步電機(jī)，運(yùn)行中大馬拉小車(chē)、淘汰電機(jī)、高能耗電機(jī)現(xiàn)象較為普遍。

2.2 無(wú)功調(diào)節(jié)手段缺乏

Y、N降建于70年代，原2個(gè)供電系統(tǒng)中有3臺(tái)同步發(fā)電機(jī)組、8臺(tái)大容量同步電機(jī)，提供系統(tǒng)無(wú)功。但自2011年以來(lái)，公司產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)開(kāi)始調(diào)整，至2012年底，Y、N降所有的同步電機(jī)和3臺(tái)同步發(fā)電機(jī)相繼被拆除，失去無(wú)功補(bǔ)償手段，用電負(fù)荷卻在增加，致使這2個(gè)系統(tǒng)無(wú)功不足。

2.3 系統(tǒng)運(yùn)方的調(diào)整

D降建于90年代，配套2臺(tái)25000kW同步發(fā)電機(jī)組，自發(fā)自用兼上網(wǎng)，發(fā)電機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)功率因數(shù)。但從07年以來(lái)，省經(jīng)信委取消了自備電廠(chǎng)上網(wǎng)指標(biāo)，一線(xiàn)兩變運(yùn)行，功率因數(shù)按上下網(wǎng)總無(wú)功計(jì)算，造成功率因數(shù)經(jīng)常性的罰款。

3 優(yōu)化措施

我們采取了提高自然功率因數(shù)和人工補(bǔ)償無(wú)功提高功率因數(shù)的優(yōu)化措施。經(jīng)過(guò)連續(xù)4年的優(yōu)化，取得了明顯的成果。

3.1 控制運(yùn)行電壓，降低供電系統(tǒng)損耗。

6kv配電所運(yùn)行電壓控制范圍在（6-6.2）kV，特殊情況下不得超過(guò)6.3kV；0.4kv變電所運(yùn)行電壓控制范圍在（0.37-0.38）kV，特殊情況下不得超過(guò)0.39kV；電壓指標(biāo)不在此范圍內(nèi)的，調(diào)整變壓器無(wú)載調(diào)壓抽頭。

3.2 改善機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況，消除大馬拉小車(chē)現(xiàn)象。

根據(jù)工藝需要，將出力嚴(yán)重不足的電機(jī)進(jìn)行技改。比如站區(qū)3臺(tái)1600kW給水泵進(jìn)行液力偶合技術(shù)改造，工藝循環(huán)水630kW水泵更新為500kW等。

3.3 避免變壓器空載運(yùn)行。

對(duì)合成變、凈化變、BDC變、二變、煤球變、污水變等負(fù)荷嚴(yán)重不足的變電所，停用一臺(tái)變壓器。

3.4 同步發(fā)電機(jī)補(bǔ)償。

5臺(tái)同步發(fā)電機(jī)盡量多發(fā)無(wú)功。主要措施：①在D降系統(tǒng)，采取一線(xiàn)兩變運(yùn)方，自備電廠(chǎng)開(kāi)足一臺(tái)發(fā)電機(jī)滿(mǎn)足有功，再增加勵(lì)磁，盡能力發(fā)無(wú)功，保持系統(tǒng)與外電網(wǎng)基本上零交換，通過(guò)調(diào)節(jié)主變檔位，平衡D降系統(tǒng)電壓。②在P降，受蒸汽影響，發(fā)電有功很低，在保證功率因數(shù)不進(jìn)相的情況下，再多加勵(lì)磁，主發(fā)無(wú)功，補(bǔ)償系統(tǒng)，P降功率因數(shù)全年達(dá)標(biāo)。

3.5 并聯(lián)電容器補(bǔ)償

利用N降異地新建，重新計(jì)算了系統(tǒng)所需無(wú)功，投入了4組獨(dú)立的TBB6-3600/400型并聯(lián)電容器裝置，每組配置了9只400kvar的并聯(lián)電容器和CKCS-180/6.5型串聯(lián)電抗器，用于補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功。并且隨著運(yùn)行電壓變化，可以及時(shí)投切電容器，徹底解決了功率因數(shù)罰款問(wèn)題。

4 優(yōu)化過(guò)程及效果（以N降為例）

4.1 優(yōu)化效果

表1 2011年-2014年110kVN降進(jìn)線(xiàn)功率因數(shù)及罰款

4.2 優(yōu)化過(guò)程分析

2011年，沒(méi)有采取任何無(wú)功補(bǔ)償手段，只有部分同步機(jī)運(yùn)行，用電量不多，罰款22萬(wàn)元，占N降年用電費(fèi)的0.39%；

2012年，化工裝置大部分處于停產(chǎn)待拆狀態(tài)，部分變壓器負(fù)荷接近于空載，停用一臺(tái)變壓器減少損耗，提高自然功率因數(shù)，由于用電量增加了3560萬(wàn)kwh，罰款仍較多，占N降年用電費(fèi)的0.65%，效果不太明顯；

2013年，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整思路已近明確，雖然該總降已列入異地改建，規(guī)劃設(shè)計(jì)中投入4組并聯(lián)電容器。因改造需要時(shí)間，一時(shí)仍無(wú)法解決功率因數(shù)罰款問(wèn)題，我們?cè)?012年的基礎(chǔ)上，控制電壓，用電量增加了2774萬(wàn)kwh，功率因數(shù)罰款下降了3.06萬(wàn)元，占N降年用電費(fèi)的0.54%，取得了可觀的效果。

2014年1月底，改造后N降投入運(yùn)行，增加了4組并聯(lián)電容器裝置補(bǔ)償無(wú)功。全年用電量已超2.5億kwh，功率因數(shù)罰款為零，從根本上解決了無(wú)功問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)我公司電力系統(tǒng)的優(yōu)化，明顯減少了電費(fèi)支出，提高了用電設(shè)備的利用率。比較多種無(wú)功補(bǔ)償措施，本人認(rèn)為電容器（組）補(bǔ)償是較優(yōu)的一種。我公司無(wú)功補(bǔ)償主要集中在總降，雖然解決了功率因數(shù)罰款，但在用電設(shè)備中可能存在有的欠補(bǔ)償，有的過(guò)補(bǔ)償。因此，對(duì)企業(yè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，建議采取分布式補(bǔ)償+集中式控制方式可能更加合理，從而更好地優(yōu)化電力系統(tǒng)運(yùn)行。