劉波

摘要：工廠用電設(shè)備往往較多，且主要以電感性設(shè)備居多，因此在日常生產(chǎn)中勢(shì)必會(huì)造成大量的無(wú)功功率，嚴(yán)重影響正常供電系統(tǒng)平衡，降低供電水平。故有必要對(duì)工廠供電系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，提升供電質(zhì)量。本文就無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行分析，并就常見(jiàn)無(wú)功補(bǔ)償辦法展開(kāi)討論。

關(guān)鍵詞：工廠供電;無(wú)功補(bǔ)償;系統(tǒng)

引言

工廠負(fù)荷功率因數(shù)大小直接關(guān)系到供電系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，提升負(fù)荷功率因數(shù)不但可以有效降低線路損耗，同時(shí)可以進(jìn)一步提升線路供電電壓穩(wěn)定性，對(duì)于節(jié)能降耗等方面也具有非常重要的意義。此外，我國(guó)約有百分之七十左右的電力能源用于工廠生產(chǎn)中，因此對(duì)于工廠供電系統(tǒng)采用必要的無(wú)功補(bǔ)償意義重大。依據(jù)國(guó)家相關(guān)管理規(guī)定，對(duì)于工業(yè)供電功率因數(shù)應(yīng)當(dāng)不低于0.95，其它單位用電也需要達(dá)到0.9以上，但凡符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)均應(yīng)當(dāng)采取必要的措施進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。

1.無(wú)功補(bǔ)償意義分析

實(shí)際對(duì)于純電阻電路以及純電容電路做功時(shí)，電流的做功形式是不同的。通常將純電阻電路做功稱為有功功率，而對(duì)于純電容等一類電路做功則為無(wú)功功率。實(shí)際用電線路中往往搭載了形式多樣的負(fù)載，一些為感性負(fù)載、一些為電阻性負(fù)載而有一些則是容性負(fù)載，因此可能存在電能沒(méi)有做功情況。如若電能未能做功，則相應(yīng)的功率勢(shì)必比較低，此時(shí)采取必要的無(wú)功補(bǔ)償則可以有效提升電能利用率。對(duì)于工廠負(fù)載，大多數(shù)為感性負(fù)載形式存在，因此往往需要依托容性負(fù)載來(lái)進(jìn)行一定的無(wú)功補(bǔ)償。而采用補(bǔ)償電容器是目前應(yīng)用最為廣泛，效益最優(yōu)化的無(wú)功補(bǔ)償模式。

2.無(wú)功補(bǔ)償措施探討

2.1電容器補(bǔ)償

當(dāng)下大多數(shù)工廠選擇電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，電力電容器又稱移相電容或者靜電電容，因此可以采用靜電電容器的方式安裝于工廠的供電線路中，這樣可以有效降低線路前端的無(wú)功電流。采用該方案實(shí)際投入成本較低，且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性較高，可操作性較強(qiáng)。常見(jiàn)的電容器補(bǔ)償又分為低壓分組補(bǔ)償、個(gè)別補(bǔ)償以及高壓集中補(bǔ)償三種。低壓分組補(bǔ)償?shù)姆绞街饕窃诠S的變配電室安裝電容器進(jìn)行補(bǔ)償，起到補(bǔ)償無(wú)功功率，提高電能質(zhì)量，降低損耗的作用。該補(bǔ)償方式多見(jiàn)于低壓開(kāi)關(guān)以及保護(hù)設(shè)備等環(huán)境中，投入成本較低，工作可靠性較高。個(gè)別補(bǔ)償方式也稱隨機(jī)補(bǔ)償，實(shí)質(zhì)就是將電容器與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)，此外開(kāi)關(guān)設(shè)備與電動(dòng)機(jī)為同一套。需要注意，采用該方式進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)不能隨意調(diào)動(dòng)電容器的位置，且不適宜安裝在高次諧波較多的線路中，因此安裝時(shí)存在一定的難度;高壓集中的補(bǔ)償方式，主要是將電容器設(shè)備安裝在變壓器的母線上，操作相對(duì)簡(jiǎn)單且穩(wěn)定性較好。但使用該方式只能將電容器安裝于總降壓變電所中，因此只是對(duì)變電所前端電力網(wǎng)的無(wú)功功率進(jìn)行削弱，也只是對(duì)該變電所的供電質(zhì)量進(jìn)行改善，而無(wú)法很好的彌補(bǔ)到工廠中的無(wú)功功率，因此該方案的可行性不高，經(jīng)濟(jì)性較低。

2.2基于同步補(bǔ)償器進(jìn)行補(bǔ)償

同步補(bǔ)償器又稱同步調(diào)相機(jī)，主要是處于空載運(yùn)行狀態(tài)的同步電機(jī)在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行工況下，將無(wú)功功率補(bǔ)給電力系統(tǒng)，而對(duì)于欠勵(lì)磁運(yùn)行工況下則會(huì)向電力系統(tǒng)吸納無(wú)功功率?；谠摲绞揭欢ǔ潭壬峡梢詫?duì)工廠供電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但實(shí)際該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)相對(duì)復(fù)雜，投入成本較高，因此常用于規(guī)模較大的電網(wǎng)系統(tǒng)，而對(duì)于工廠等中小型電網(wǎng)系統(tǒng)則非常少用。

2.3提升功率因數(shù)

科學(xué)選擇電動(dòng)機(jī)。滿載運(yùn)行工況下可以大幅提升設(shè)備的功率因素，因此在對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要盡可能保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到滿載運(yùn)行工況。當(dāng)下異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與形式相對(duì)復(fù)雜，且工廠應(yīng)用環(huán)境也有著明顯的不同，因此對(duì)電機(jī)設(shè)備進(jìn)行選型時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考量相關(guān)電氣參數(shù)以及機(jī)械性能指標(biāo)，盡量選擇封閉式電機(jī)，由于工廠所用電機(jī)負(fù)荷經(jīng)常處于較低的運(yùn)行狀態(tài)，因此可以盡量選擇容量相對(duì)較低的電機(jī)設(shè)備。

變壓器設(shè)備的選型。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，實(shí)際變壓器所消耗的無(wú)功功率在整個(gè)電力系統(tǒng)的總的無(wú)功功率的四分之一以上，此外對(duì)于處于空載運(yùn)行工況下的變壓器設(shè)備其無(wú)功功率可以達(dá)到全部無(wú)功功率的五分之四左右。因此對(duì)于工廠而言應(yīng)當(dāng)慎重選擇合適的變壓器設(shè)備、對(duì)變壓器容量進(jìn)行仔細(xì)計(jì)算，確保所選變壓器均可以達(dá)到最優(yōu)工作狀態(tài)。

3.無(wú)功補(bǔ)償常見(jiàn)問(wèn)題分析

3.1諧波抑制問(wèn)題

電容補(bǔ)償?shù)姆绞诫m熱可以起到一定的抗諧波效果，但也同時(shí)也可能對(duì)諧波的副作用進(jìn)行放大，所以務(wù)必采取有效措施抑制諧波。目前應(yīng)用較為普遍的措施包括：第一，將變流器的供電電壓與脈動(dòng)數(shù)拉升，從而降低低頻次的諧波，將多個(gè)變流設(shè)備連接在同一條母線上;第二，安置專門的微機(jī)消諧裝置;第三，在換流設(shè)備周邊加裝濾波裝置;第四，通過(guò)串聯(lián)抑波電抗器的方式，對(duì)于較為容易遭受諧波干擾的電容裝置進(jìn)行一定的防護(hù)。

3.2現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維管理問(wèn)題

實(shí)際當(dāng)工廠供電系統(tǒng)電壓值較低或者功率因數(shù)不夠，此時(shí)應(yīng)當(dāng)在線路中額外并入電容器裝置，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員應(yīng)當(dāng)對(duì)電壓、電流等參數(shù)變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，此外還應(yīng)當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)檢查設(shè)備外殼是否存在鼓包或者漏油等情況，聆聽(tīng)是否存在放電聲響以及放電痕跡，線路接頭位置是否有發(fā)熱情況，放電設(shè)備是否完好，指示燈指示是否正常等等。如若存在異樣情況，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員應(yīng)當(dāng)立即隔離電容器。在操作前需要從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備指示以及燈光情況觀察整個(gè)放電回路是否運(yùn)行正常。待徹底隔離設(shè)備后，應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行設(shè)備放電操作，保證徹底放電。

3.3無(wú)功倒送問(wèn)題

無(wú)功倒送極有可能對(duì)工廠供電網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害，從而進(jìn)一步加重對(duì)整個(gè)線路的運(yùn)行壓力。通常對(duì)于使用固定電容補(bǔ)償設(shè)備的工廠，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行負(fù)載較低時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生無(wú)功倒送情況。為了避免該問(wèn)題，可以使用電容自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備以及部分投入電容器的方式來(lái)解決。

3.4并聯(lián)電容連接方式

三角形與星形接線模式是并聯(lián)電容最為常見(jiàn)的接線模式。其中三角形接線模式又分為單三角形、雙三角形兩種接線模式;而星形接線模式也分為單星形與雙星形兩種接線模式。例如，同等情況下，利用三角形接線方式實(shí)際所達(dá)到的容量值往往遠(yuǎn)高于星形接線模式，故而大多數(shù)的工廠會(huì)選擇三角形接線的方式進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。而實(shí)際該接線方式卻存在一定的安全隱患，因此現(xiàn)如今的工廠無(wú)功補(bǔ)償所并聯(lián)的電容器主要以星形接線模式為主，一些低壓三相并聯(lián)電容器內(nèi)部則可能采用三角形連接。

4.結(jié)束語(yǔ)

相較于居民生活用電等其它用電方式，工廠用電需求量巨大，是電網(wǎng)重要的服務(wù)對(duì)象。電動(dòng)機(jī)等一類感性負(fù)載是工廠應(yīng)用最為常見(jiàn)的設(shè)備，因此如若不對(duì)其進(jìn)行一定的無(wú)功補(bǔ)償勢(shì)必會(huì)造成大量的電能浪費(fèi)，增加工廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本。此次首先對(duì)無(wú)功補(bǔ)償原理進(jìn)行分析，隨后羅列了目前較為常見(jiàn)的無(wú)功補(bǔ)償措施，最后就工廠無(wú)功補(bǔ)償常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析并針對(duì)性的提出相關(guān)應(yīng)對(duì)措施。未來(lái)隨著工廠生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越高，勢(shì)必對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償需求也越來(lái)越大，如何采取科學(xué)應(yīng)對(duì)措施解決該問(wèn)題將會(huì)引起更多的社會(huì)關(guān)注。因此對(duì)于工廠電力運(yùn)維人員應(yīng)當(dāng)具備專業(yè)的技能素養(yǎng)，切實(shí)做好日常工廠供電系統(tǒng)運(yùn)維管理工作;對(duì)于電力設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)不斷學(xué)習(xí)借鑒先進(jìn)的供配電技術(shù)，基于工廠需求現(xiàn)狀，切實(shí)設(shè)計(jì)有效的應(yīng)對(duì)措施，提升工廠供電質(zhì)量，保障供電網(wǎng)絡(luò)安全。

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