王松敏

電連機電安裝工程有限公司 遼寧大連 116000

電容柜在投運過程中，由于系統(tǒng)存在大量諧波，沒有濾波以及消諧功能，導致電容柜柜內(nèi)電容器過早衰老，出現(xiàn)臌脹、漏液現(xiàn)象，無法正常補償無功，出現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)功率因數(shù)遠低于0.9，遠低于國家規(guī)定的標準值0.90，每月產(chǎn)生大量的力率電費，每月承受供電公司很高的力率電費罰款。無功功率過多有以下幾點危害：首先，將使電網(wǎng)的供電效率降低；其次，造成電網(wǎng)頻率波動，將會干擾通信訊號；再次，使運行電流增大，從而增加了線路、變壓器和設備的電能浪費；第四，造成電壓降低，危及用電設備的使用壽命；第五，將會降低變壓器的使用容量；最后，將會產(chǎn)生大量的力率罰款電費。因此，為了節(jié)約能源，降低電力損耗，電力用戶必須安裝功能完備、有效的無功功率補償裝置。

1 功率因數(shù)及意義

工業(yè)用戶的電費基本由四部分組成，其中一項叫力率電費。力率電費與電力用戶每月的功率因數(shù)值有關(guān)，功率因數(shù)值的大小，決定了每月力率電費的多少。國家規(guī)定功率因數(shù)標準值為0.90，大于標準值時，供電公司減免部分電費(力率獎勵)，力率電費為負值，最高獎勵比例不超過0.75%；低于標準值時，供電公司追加部分電費（力率罰款），力率電費為正值，功率因數(shù)越低則罰款比例越高，最高罰款比例為145%。功率因數(shù)是變壓器實際輸出功率中有功功率所占的百分比。功率因數(shù)越高，表示變壓器供電效率高，電能損耗低，通過高壓公共電網(wǎng)的電流小，公共電網(wǎng)線路損耗低；反之，變壓器供電效率低，電能損耗高，流經(jīng)公共電網(wǎng)的電流大，線路損耗高，由此產(chǎn)生的電力損失必須由電力用戶補償，這就是力率電費的真正意義。提高功率因數(shù)的方法就是安裝帶智能有源濾波動態(tài)補償裝置的電容器，通過電力電容器輸出的負向無功補償由用電設備（電感性負載）產(chǎn)生的正向無功，使得變壓器輸出功率中有功功率的比例高，無功功率的含量小，顯著提高功率因數(shù)值，降低電能損耗。智能有源濾波動態(tài)補償裝置后，能夠濾除系統(tǒng)中存在的大量諧波，使系統(tǒng)穩(wěn)定，不受系統(tǒng)阻抗的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險，不僅能治理諧波，而且能補償無功、提高功率因數(shù)。實現(xiàn)了一機多能的功能。

2 設備優(yōu)勢

智能有源濾波動態(tài)補償裝置具有諧波濾除效率高；靈活補償方式，濾波、補償無功兼顧；先進的功率變換技術(shù)；全數(shù)字控制，對負載的動態(tài)變化迅速響應，確保諧波檢測和補償控制精確；可動態(tài)跟蹤補償單相和三相系統(tǒng)諧波；不存在過補現(xiàn)象，當負載諧波電流較大時，仍能可靠運行；濾波效果不受系統(tǒng)阻抗變化影響，不發(fā)生諧振與諧波電壓放大；操作簡單，維護方便；具有超溫報警系統(tǒng)，高溫時可切斷已投回路并發(fā)出報警，安全性能好。

3 使用效果

智能有源濾波動態(tài)補償裝置的應用效果可以達到功率因數(shù)始終在0.95以上；提高變壓器帶載能力；提高電壓質(zhì)量以及電壓敏感產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量，增加產(chǎn)品的附加值；降低系統(tǒng)電流，降低線路損耗；提高無功補償裝置和用電設備的安全性、用電效率；消除電容器組投入和切除過程對電網(wǎng)的過電流和過電壓沖擊污染；提高輸變電設備的利用率；諧波得到了治理，使系統(tǒng)內(nèi)各元件損壞率降低、設備絕緣化減緩，故障率下降，延長設備壽命，從而提高了企業(yè)整體用電的安全性[1]。

4 效益分析

4.1 直接經(jīng)濟效益

消除力率電費。例如功率因數(shù)0.88時，根據(jù)國家功率因數(shù)調(diào)整電費規(guī)定，罰款比例為1%。安裝補償設備后，功率因數(shù)達到0.95，根據(jù)國家功率因數(shù)調(diào)整電費規(guī)定，獎勵比例為0.75%。力率電費=（基礎費+電度電費）*（罰款比例+獎勵比例）=（基礎費+電度電費）*1.75%根據(jù)公式計算，綜述，安裝補償設備后，每月可節(jié)省電費為月電費的1.75%，假設月電費為16萬元，補償后可節(jié)省電費為160000*1.75%=2800元。

4.2 間接經(jīng)濟效益

（1）相對增加變壓器容量，降低了變壓器的損耗。通過補償裝置，可降低變壓器的無功容量占有率，擴充變壓器有功容量，充分發(fā)揮投資效率，減輕變壓器長期超負荷的負擔，延長變壓器壽命,減少了日常維護的費用，為企業(yè)創(chuàng)造了較大的效益。變壓器等電氣設備由于過大的諧波電流而產(chǎn)生附加損耗，從而引起過熱，使絕緣介質(zhì)老化加速，導致絕緣損壞。正序和負序諧波電流同樣使變壓器鐵芯產(chǎn)生磁滯伸縮和噪聲，電抗器產(chǎn)生振動和噪聲。變壓器的銅損耗和鐵損在隨著功率因數(shù)的提高而下降，隨著諧波含量的下降而下降。（2）降低系統(tǒng)電流。提高功率因數(shù)，以功率因數(shù)從0.89提高到0.95計算，根據(jù)1-cosΦ1/cosΦ2，下降接近6.3%，其中無功電流大大減少，從而大大減少了有功損失，降低了變壓器有功損失，節(jié)省了電能。（3）電纜使用的壽命提高；因為中頻爐工作時諧波過大，使電纜的介質(zhì)損耗增大，泄露電流上升，溫升增大及干式電纜的局部放電增加，引發(fā)單項接地的故障可能性增加，因此，濾除諧波能使電纜的使用壽命增長。（4）讓電容柜的正常使用；電容因為諧波過大造成鼓包，爆炸，燃燒，影響企業(yè)的用電功率因數(shù)，形成并聯(lián)諧振的條件，存在安全隱患。（5）電動機的使用壽命增長；諧波電流通過交流電動機，其附加損耗明顯增加，引起電動機的過熱，機械振動，噪聲加大，可能誘發(fā)諧振，會使電動機造成損壞。（6）使中頻爐的效率增加；因為諧波影響，導致電纜的阻抗增加，變壓器的損耗增加，電壓的下降增大，使爐溫上升較慢，諧波的濾除，提高了爐溫，縮短了熔煉時間（也減少了熱能既電能損失），提高了生產(chǎn)效率。

5 結(jié)語

效益來源于無功補償和濾波：無功補償是顯而易見以電費票據(jù)體現(xiàn)，而濾波帶來的效益是隱形的，不可計算的間接經(jīng)濟效益，只能評估。諧波治理后，可以大大減輕電動機震蕩，減少變壓器的銅損耗鐵損耗以及電纜的介質(zhì)損耗，降低電容柜安全隱患等等。系統(tǒng)內(nèi)電容柜，電動機等各元件損耗降低、設備絕緣化減緩，故障率下降，不但提高了企業(yè)整體用電的安全性，更能產(chǎn)生長遠的經(jīng)濟效益，它是隱形不可計算。