無功補償技術在工廠供電系統中的探討

【摘 要】無功補償技術的使用可以減少無功功率在工廠電網中的流動，降低線路和變壓器因為輸送尢功功率而造成電能損失；安裝無功補償設備可以有效的降低工廠電力網的損耗。另外，無功補償可以提高功率因數，相對其他節能措施而言，是收效快、投資少的降損節能措施，可以使電力系統少送無功功率，多送有功功率，而且可以在電力系統無功功率不足時，迅速提供無功功率。

【關鍵詞】供電系統；無功補償技術；節能；

隨著社會的發展，工廠的機械設備在工業化趨勢下使用越來越多，用電量也隨之增加。雖然我國工業用電占全國發電量總額的70%，但電能的損耗卻占據整個工廠電能消耗的20%-30%，電能的損耗加大工廠的生產成本。減少工廠生產成本，重視工廠電能節約，提高電量的利用率，有利于工廠在激烈的市場競爭中立足。無功補償技術的作用就是降低供電系統損耗，減少工廠生產成本。

1供電系統的無功補償技術概況

1.1無功補償的工作原理

供電功率可以分為有功功率和無功功率兩種。這里主要講無功功率。無功功率適用于下屬用電和配電變壓器的無功功率補償，因為無功功率不能進行遠距離的傳輸。無功補償通過在供電系統中安裝無功補償裝置的方式實現，配電變壓器與電路中的用電設備與無功補償設備相互抵消無功功率，提高功率因數，從而達到從整體上減少無功功率，提高供電用電率的目的。

無功補償的工作原理是容性功率負荷與感性功率負荷裝置連接在同一電路，兩種不同負荷的能量相互交換后，容性負荷輸出的無功功率補償感性負荷需要的無功功率。

1.2無功補償技術的優點

在工廠中采用無功補償技術可以為工廠帶來多種效益；

首先，無功補償可以保證電網中的電壓質量，減少電壓波動的情況，提高工廠電壓的穩定性，最終保障工廠各項生產正常運轉，減少由于電壓不穩定造成的經濟損失。

其次，工廠的電能質量通過工廠電網的無功補償設備將得到改善，節約電能，減少電能在變壓器和線路中的損耗，通過無功補償，提高了功率因數，使得工廠變壓器的供電能力得到加強，提高了電動機的負載率；

再次，無功補償措施可以節約各種有色金屬的使用，尤其是鉛的使用。因為通過無功補償措施，導線的截面積可以做到最小，從而降低接觸端的熱量，進而延長用電設備的使用壽命；

最后，工廠功率因數在無功補償技術的使用后，可以為工廠企業節省大量的電費，減少工廠生產運營成本，增加競爭力。

2 工廠供電系統的無功補償技術

現階段提高工廠供電質量的方法可以分為提高自然功率因數和使用無功補償技術提高功率因數兩大類。其中自然功率因數的提高，與用電設備的負荷性質相關，工廠可以通過使用無壓運行的電磁開關或者合理安排生產工藝流程的方式來改善電氣設備的運行情況，另外，要盡阜=避免變壓器長期進行低負荷運作或空載運轉。相比提高自然功率因數來提高供電質量，無功補償技術的使用在技術和實際應用上使用更加廣泛，下文注重介紹工廠供電系統的無功補償技術應用。

2.1工廠供電系統的無功補償技術應用

工廠企業中的電力系統功率因數有著十分重要的作用，通過無功補償技術可以提高工廠企業的供電系統功率因數，降低電能和功率的損耗，加強線路運輸能力，用電設備容量也可以得到充分的利用，不僅節約能源，而且節省了工廠的生產運作成本。我國無功補償技術普遍是根據配電網絡和用戶的實際情況采取低壓集中補償、變電所集中補償、用戶終端分散補償以及桿上無功補償等方式進行 工廠使用無功補償技術之后，通過提高功率因數，來減低電流在變壓器以及線路中的損耗（參見表一）。

表一 容量為400KVA的變壓器投入補償器前后數據對照表

功率因數

A相電流

B相電流

C相電流

投用前

0.78

590A

592A

591A

投用后

0.99

510A

511A

491A

差值

0.21

80A

81A

100A

2.2使用電力電容器

電力電容器又稱作移相電容器或靜電電容器。其產生的變壓器及超前電壓容性電流與電動機產生的感性電流相補償。為了滿足線路前端電網中的無功電流降低，工廠可以在線路上安裝靜電電容器。

并聯電容器的無功補償方式因其經濟且簡單，逐漸在企業工廠中間普及，它的補償方式一般有三種類型：

第一，低壓分組補償。通過在車間變配電母線安裝電容器的方式，從而減少所需電容器的總容量，提高電容器的使用效率。同時，低壓分組補償可以自動控制，且使用的保護裝置和低壓開關價格較低，減少成本開支，又可以減少配電變壓器和高壓線中的電能損耗，降低工廠車間內的主變壓器視的功率。需要注意的是，采用低壓分組補償過程中，不能減少低壓線路中的無功電流。為了取得更好的補償效果，管理人員可以將無功補償設備設置在配電箱和低壓用電設備附近，使分組補償與個別補償混合使用。

第二，個別補償，又稱為隨即補償。即將電動機的引出線端子與電容器直接相連，電動機與開關設備使用同套。

第三，高壓集中補償。在工廠總降壓變電所低壓側為6 IOKV的母線上安裝電容器。這種補償方式既有優點也有缺點。優點是安裝方便，利用率高；缺點是不能減低工廠內部配電系統的無功功率，只能減少變電所前電力系統通過的無功功率，保證本變電所的電壓質量，且電容器的保護裝置和開關設備價格偏高。

2.3使用同步調相機

同步調相機又稱為同步補償器，即一種同步電動機，在功率因數為0.8-0.9超前（過勵磁運行狀態）的狀態下，向供電系統提供無功功率，相反，在欠勵磁運行狀態下，則會從電力系統中吸取無功功率。同步調相機明顯的改善功率因數，所以適用于低速、恒速且長期連續工作容量較大的電動機。而不適用于那些小容量的高速同步電動機。此外，同步調相機有起動控制設備，結構偏復雜，維護工作量比其他補償器要大。

2.4 無功補償以及消除諧波裝置

動態諧波以及無功補償裝置是根據工廠供電系統諧波治理和無功補償原理開發研制出來的。這種裝置除了提高供電系統的功率因數和電網的電能質量外，還能凈化電網的電磁環境，保障電器設施安全可靠穩定運行，既可以節約能源又可以提高工廠的生產效率。

3 結語

無功補償技術實用性能強，可以為工廠創造更好的經濟效益。在實際運作中，無功補償技術可以提高功率因數，增強電力輸出能力，提高設備容量的充分利用率，降低電能和功率的損耗，減少工廠的生產運營成本，最終發揮提高電能利用率的作用。

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