試議工廠供電無功補(bǔ)償技術(shù)

袁鋼

摘 要：功率因數(shù)一直是工廠供電系統(tǒng)的運(yùn)作效率的重要影響因素。在討論工廠供電無功賠償方案時(shí)，參與討論的人員必須考慮的無功賠償功率，以提高供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工廠供電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：工廠供電；電能質(zhì)量；無功補(bǔ)償

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.155

工作人員對工廠的供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和升級時(shí)，重點(diǎn)考慮的方向就是功率因數(shù)。在供電系統(tǒng)中功率因數(shù)是一個(gè)非常重要技術(shù)指標(biāo)，其內(nèi)容就是直觀的表現(xiàn)，工廠正常運(yùn)行時(shí)所有設(shè)備的有功功率與視在功率的比值。我國有明確規(guī)定，高壓供電工廠最大負(fù)荷的功率因素不應(yīng)低于0.9這一標(biāo)準(zhǔn)，其他生產(chǎn)形式的工廠，功率因數(shù)不得低于0.85。工廠供電系統(tǒng)的功率因數(shù)直接反映了工廠在生產(chǎn)過程中無功功率的變化情況。為了提高工廠的有功功率，工作人員就要在電力系統(tǒng)中采取措施，減少無功功率的存在占比，以改善電能質(zhì)量和用電效率。

1 功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響

在相同的運(yùn)輸功力環(huán)境下，電流量與功率因數(shù)之間存在反向關(guān)系，即為隨著功率因數(shù)的降低，所需電流量會增加，增加用電量，提高企業(yè)的操作成本。在供電系統(tǒng)的建立過程中，工作人員要考慮上述問題，一般采用的方式是使用補(bǔ)償無功功率來盡可能降低能源損耗，在實(shí)際的工作過程中，工作人員所采取的方式是通過提高電動機(jī)的負(fù)載率來進(jìn)行的，通過調(diào)整內(nèi)部的負(fù)荷結(jié)構(gòu)，優(yōu)化荷載情況，使系統(tǒng)的輸出功率可以達(dá)到最大化。除此之外，工作人員在日常工作時(shí)還可以通過并聯(lián)電力電容器，對荷載裝置進(jìn)行補(bǔ)償，根據(jù)具體的設(shè)備裝置地點(diǎn)，調(diào)整輸出功率，保證供電系統(tǒng)能夠處在補(bǔ)償范圍內(nèi)。

在低功率因數(shù)的前提下，變壓器輸出的有功功率減少會導(dǎo)致系統(tǒng)中有功輸出和無功輸出的占比發(fā)生變化，其中無功輸出的占比增加，使供電系統(tǒng)的利用率降低。在對系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償工作的過程中，工作人員需要注意，不同的補(bǔ)償容量所對應(yīng)的功率因數(shù)不同，在極限狀態(tài)下，往往兩者的遞增效率不同，從實(shí)用主義來考慮，工作人員應(yīng)該結(jié)合工廠的實(shí)際工作所需，對不同補(bǔ)償容量的組合方案進(jìn)行比對，通過對電壓系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使系統(tǒng)整體整體的供電需求得到滿足，保證電網(wǎng)在供電過程中能保持穩(wěn)定。

2 無功補(bǔ)償方式的選擇

2.1 低壓集中補(bǔ)償

該方式的工作內(nèi)容包括將低壓電容器與380V母線進(jìn)行連接，優(yōu)勢在于受電壓因素的影響。補(bǔ)償容量可以實(shí)時(shí)得到補(bǔ)償，以保證供電的穩(wěn)定，減少因供電不穩(wěn)定對設(shè)備的運(yùn)行造成影響，同時(shí)還能照顧到地區(qū)電網(wǎng)，高壓電網(wǎng)，工廠電力系統(tǒng)的無功功率。間接影響變壓器降低實(shí)際的視在功率。由于變壓器的視在功率的降低，工作人員在選擇變壓器容量時(shí)就可以有選擇性的降低容量，這樣做可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性的平衡。由于安裝部位位于變電所的低壓配電室中，工作人員在日常對其進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)作業(yè)時(shí)也較為方便，對于工廠存在的攜波源，車間變壓器在運(yùn)行的過程中，也可以對其進(jìn)行一定程度的衰減和隔離，提高低壓移項(xiàng)電容器運(yùn)行過程的穩(wěn)定。

2.2 高壓集中補(bǔ)償

該補(bǔ)償方式由于操作對象是6-10千伏的母線，所以在系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作的過程中，其無功功率的變化情況趨于穩(wěn)定，便于工作人員日常進(jìn)行管理和臨時(shí)調(diào)節(jié)，而且使用該方式利用率相對較高，可以提高供電變壓器的負(fù)荷能力，以應(yīng)對用電峰值時(shí)電路系統(tǒng)的供電壓力。從整體角度來看，使用該補(bǔ)償方式，對于當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)改善有一定的積極作用，甚至可以影響到區(qū)域電網(wǎng)的功率因數(shù)，得益于后面兩種優(yōu)勢，目前高壓集中補(bǔ)償仍然是我國各地區(qū)大中型礦產(chǎn)企業(yè)所采用的無功補(bǔ)償方式，具有較大的受用面和使用經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)工作人員儲備充分，在長時(shí)間的發(fā)展過程中，也積累和總結(jié)出一整套相關(guān)的工作經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)可以進(jìn)一步的幫助工作人員優(yōu)化系統(tǒng)補(bǔ)償內(nèi)容，達(dá)到更高的優(yōu)化水平和利用效率，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的補(bǔ)償。

2.3 單獨(dú)就地補(bǔ)償

這種補(bǔ)償方式，在部分地區(qū)也被稱之為分散就地補(bǔ)償措施，其具體的內(nèi)容就是工作人員將并聯(lián)電容器分別裝設(shè)在各種用電設(shè)備，使用該方案能夠在實(shí)際操作中補(bǔ)償安裝部位，以前所有的高低壓線路和電力變壓器的無功功率，表現(xiàn)出的補(bǔ)償效果較好，而且能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的補(bǔ)償作業(yè)，因此在工作人員選擇補(bǔ)償方案時(shí)，一般會以該方案作為優(yōu)先選擇項(xiàng)。但是與前兩種補(bǔ)償方式相比，單獨(dú)就地補(bǔ)償也具有一定的短板。首先就是單獨(dú)就地補(bǔ)償，需要單次投入的設(shè)備較多數(shù)量較多，用于采購設(shè)備的成本較大一般工廠難以承受。而且在實(shí)際工作過程中，電容器在被補(bǔ)償?shù)挠秒娫O(shè)備停止工作的狀態(tài)下會一并被切除，所以日常的利用率較低，需要工作人員對其進(jìn)行干預(yù)，增加了管理的不便和工作人員的工作強(qiáng)度。單獨(dú)就地補(bǔ)償特別適合個(gè)別容量較大且位置處在單獨(dú)地區(qū)，負(fù)荷平穩(wěn)，長期處于運(yùn)轉(zhuǎn)過程的設(shè)備，除此之外，對于容量稍小但是數(shù)量多，且需長期保持固定工作狀態(tài)的設(shè)備，例如熒光燈，也可以采用單獨(dú)就地補(bǔ)償?shù)姆桨浮?/p>

當(dāng)裝配有就地補(bǔ)償電容器的設(shè)備遭遇突然停電時(shí)，電容器會對電動機(jī)放電，從而產(chǎn)生自勵磁現(xiàn)象。如果損失補(bǔ)償容量較大，可能因?yàn)殡妱訖C(jī)的慣性轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生電壓，導(dǎo)致電動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞，所以在對電容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要規(guī)定最大放電電流，該電流量要小于電動機(jī)空載電流以保證設(shè)備在遭遇突然情況時(shí)，能夠在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中形成安全保護(hù)機(jī)制。

3 結(jié)束語

在我國各地的工廠實(shí)際工作時(shí)，為了提高用電效率常常需要采取供電無功補(bǔ)償方案，以提高工廠的用電效率，保證經(jīng)濟(jì)效益。在具體方案的選擇過程中，專業(yè)人員需要依靠工廠實(shí)際工作狀況和設(shè)備的具體情況選擇合適的方案，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)性能的平衡，對于補(bǔ)償容量較大的對象，工作人員可以選擇高壓集中補(bǔ)償或者低壓分組補(bǔ)償?shù)姆绞綄ζ溥M(jìn)行無功補(bǔ)償作業(yè)，對于工廠中各用電設(shè)備布置較為分散的環(huán)境，工作人員可以選擇就地補(bǔ)償方案。同時(shí)工作人員在選擇方案和設(shè)計(jì)具體優(yōu)化方案時(shí)還需要考慮到電壓功率因數(shù)，供電質(zhì)量，供電安全穩(wěn)定等因素，使最終方案能具備較強(qiáng)的可操作性。

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