無(wú)功補(bǔ)償與節(jié)能降耗

摘 要： 基于無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的原理，在供配電系統(tǒng)選擇并使用了無(wú)功補(bǔ)償。闡述了選礦廠生產(chǎn)設(shè)備在使用無(wú)功補(bǔ)償裝置后，提高了功率因數(shù)，節(jié)約了電能，供 電穩(wěn)定可靠 。

引 言：

絕大多數(shù)工業(yè)企業(yè)用電設(shè)備屬感性負(fù)荷，運(yùn)行時(shí)會(huì)吸收大量無(wú)功功率，降低 系統(tǒng)電壓和功率因數(shù)，增加線路損耗、降低供電能力。

某限公司選礦廠內(nèi)一些大型設(shè)備為變頻控制 ，使用了大功率 變頻器。 變頻器為非線性負(fù)載， 產(chǎn)生大量諧波電流， 造成電網(wǎng)及配電系統(tǒng)不穩(wěn)定， 為解決供配電存在的隱患在供配電系統(tǒng)應(yīng)用了無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)，以提高供配電質(zhì) 量，保證生產(chǎn)順利。

無(wú)功補(bǔ)償原理

當(dāng)電網(wǎng)電壓的波形為正弦波，且電壓與電流同相位時(shí)，電阻性電氣設(shè)備如白 熾燈、 電熱器等從電網(wǎng)上獲得的功率 P 等于電壓 U 和電流 I 的乘積， 即： P=U×I。 電感性電氣設(shè)備如電動(dòng)機(jī)和變壓器等由于在運(yùn)行時(shí)需要建立磁場(chǎng)， 此時(shí)所消耗的 能量不能轉(zhuǎn)化為有功功率， 故被稱為無(wú)功功率 Q。 此時(shí)電流滯后電壓一個(gè)角度 φ。 在選擇變配電設(shè)備時(shí)所根據(jù)的是視在功率 S，即有功功率和無(wú)功功率的矢量和： S =(P2 + Q2)1/2。無(wú)功功率為：Q=(S2 - P2)1/2

有功功率與視在功率的比值為功率因數(shù)：cosφ=P/S

無(wú)功功率的傳輸加重了電網(wǎng)負(fù)荷，使電網(wǎng)損耗增加，系統(tǒng)電壓下降。故需對(duì) 其進(jìn)行就近和就地補(bǔ)償。并聯(lián)電容器可補(bǔ)償或平衡電氣設(shè)備的感性無(wú)功功率。當(dāng)容性無(wú)功功率 QC 等于感性無(wú)功功率 QL 時(shí)，電網(wǎng)只傳輸有功功率 P。

無(wú)功補(bǔ)償形式

無(wú)功補(bǔ)償分集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償和就地補(bǔ)償三種。集中補(bǔ)償方式所用電容器 組的容量較分組補(bǔ)償或就地補(bǔ)償小， 利用率更高， 但未對(duì)變、 配電所各饋線補(bǔ)償， 僅減輕了電網(wǎng)的無(wú)功負(fù)荷。分散補(bǔ)償方式中的電容器組的利用率較就地補(bǔ)償高， 因此總的需要量較就地補(bǔ)償小，是一種經(jīng)濟(jì)合理的補(bǔ)償方式。

補(bǔ)償容量的確定

電網(wǎng)里輸、變、配電設(shè)備和電力用戶消耗的無(wú)功功率損耗約各占一半，為減 少消耗，須減少無(wú)功在電網(wǎng)里的流動(dòng)。最好是從用戶開(kāi)始增加無(wú)功補(bǔ)償，提高用 戶負(fù)荷的功率因數(shù)，可減少發(fā)電機(jī)無(wú)功出力和輸、變、配電設(shè)備中的無(wú)功電力消 耗，從而降低損耗。按式 Qc= P ( 1 / cos 2 1 − 1 − 1 / cos 2 2 − 1) 計(jì)算補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功 功率容量 Q，式中 P 為最大負(fù)荷日平均有功功率; cos 1 、 cos 2 分別為裝設(shè)補(bǔ) 償裝置前后功率因數(shù)實(shí)測(cè)值。

無(wú)功補(bǔ)償有利于降低系統(tǒng)的能耗

無(wú)功補(bǔ)償常遇到的問(wèn)題和解決辦法分析

在實(shí)際工作中， 無(wú)功補(bǔ)償工作還遇到如下問(wèn)題： 1、電容器損壞頻繁。 2、 電容器外熔斷器在投切電容器組及運(yùn)行中常發(fā)生熔斷。3、電容器組經(jīng)常投入使 用率低。

針對(duì)上述情況我們分析可能存在的原因如下：1、電容器損壞主要原因由于 在選擇電壓等級(jí)時(shí)沒(méi)有考慮諧波背景的影響，造成所選擇的電壓等級(jí)偏低，長(zhǎng)期運(yùn)行電容器將容易損壞。2、電容器外熔斷器經(jīng)常發(fā)生熔斷，主要是合閘涌流對(duì) 熔斷器的沖擊或者熔斷器額定電流的選擇偏小造成的， 或是不同電抗率組別的電 容器組投切順序不當(dāng)所致。3、電容器投入使用率低主要是由于在電容器容量選 擇及分配不當(dāng)造成的。

結(jié) 語(yǔ)

可見(jiàn)，在電網(wǎng)中加裝適當(dāng)容量的無(wú)功補(bǔ)償電容器，可以提高功率因數(shù);而提 高功率因數(shù)又可以降低電網(wǎng)的電能損耗，從而帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益。工業(yè)企業(yè)供 用電系統(tǒng)存在很大的節(jié)能潛力，采用集中和分散相結(jié)合、高壓和低壓相結(jié)合無(wú)功 補(bǔ)償是高效用電、節(jié)能降耗的有效方法。

參考文獻(xiàn)

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