科學改造無功補償裝置減少電費支出

陳良泉

摘 要：本文主要簡要分析功率因數過低的原因，通過舉例說明無功補償裝置的進行改進的具體做法（比如使用耐壓等級適合的電容器，或采用無功補償專用的交流接觸器等），且合理設置無功補償柜內的散熱通道，對比分析并改造前后的經濟效益。

關鍵詞：低電壓補償裝置；無功補償裝置；電容器；散熱通道

引言

在現代工業及經濟生活中，電能發揮著不可替代的作用，是社會發展的動力源泉。電能在從發電、輸電到供配電的過程中，存在著大量的能量消耗，在輸電過程中減少無功具有巨大的經濟意義；因此，無功補償技術在供電企業發展中得到了極大的應用。對于我國乃至未來的電力系統而言，無功補償裝置的研究和選擇，技術方案合理和經濟運行仍是目前主要考慮的問題。

一、低電壓功率因數過低的原因分析

功率因數過低的主要原因是由于以前的低電壓無功補償裝置在設計上有很多的不合理，導致器件出現故障，未能很好的為系統提供其自身需要的無功補償功率。

原有的低電壓無功補償裝置在設計時常采用純電容類型的無功補償，且未配備電抗器，并且電容器的耐壓等級過于偏低，這些是造成通信機房配電系統用電設備出現非線性負載情況的主要原因。非線性負載情況的出現會造成一定的諧波污染，含有諧波污染的配電系統從基本上不能適用電容型無功補償的方案，如果采用電容型無功補償的話會造成諧波放大，從而導致出現電容器容量下降、熔斷器熔斷的現象。或由于電容器和連接電容器的電纜出現嚴重的發熱現象，甚至出現電容爆炸的情況，但由于原有的低電壓無功補償裝置沒有配備電抗器，造成很多的電容器和熔斷器發生了故障，不能為系統提供所需的無功補償。

由于功率因數過低使得配電損耗增大，導致變壓器的出力減小，造成供電質量差。因此，為了減少電費的支出，需要對無功補償裝置進行科學的改造。

二、改造方案

2014年6月，對三樞紐低壓無功補償裝置進行了科學的改造。在經過多次調查后，針對之前的無功補償裝置存在的一些問題，對此次改造方案進行了優化。根據變壓器容量，每側的補償柜選擇了325 kVar電容器，其中的編碼組分為1：2：2：2：2：2；單個組的最小容量為25 kVar，最大容量為50 kVar。在本改造方案中，還對反應器進行了詳細的配置，并且合理規劃布置了補償柜，通過將反應器進行分開放置，避免兩者之間發生反應，從而大大的提高電容器壽命。

另外，在此改造方案中還合理規劃電容器機柜具體的散熱通道，并在機柜上方安裝了上風機泵，且在電容器附近安裝溫度感應探頭，采用此種方式使風機與溫度進行很好的聯動來控制風機的啟動和停止，當檢測到溫度過高時風機可自動啟動。在該改造方案中，還選擇了合適壓力等級電容器。因此，合理的選擇電容器來減少電容器因不耐壓而發生的損壞，也不會由于電阻過熱而造成電纜的損毀。

三、具體的改造做法

3.1進行合理的配備電抗器

3.1.1選擇電抗器

多數電抗器的選擇主要是依據其的負載情況，如負載系統中有三次諧波大的需選擇14%的電抗率，如系統中出現五次大的諧波需選擇7%的電抗器。在確定電抗器的選型前，可以先利用電能質量分析儀來對無功補償裝置的諧波進行詳細的測試，其中三樞紐低電壓系統中有三次諧波的電流是3.9A，不過由于有五次諧波的電流會較高，直接達到23.5A，因此應選用7%的電抗器。

3.1.2對無功補償裝置的柜內進行規劃布局

無功補償裝置柜內布局是否合理會對電容的壽命產生一定的影響，由于電抗器屬于比較典型的易發熱元件，電抗器的熱量可能會導致縮短的電容器使用壽命，嚴重的可能對電容器造成破壞。根據電子廠商分析報告了解到當溫度上升7℃時，電容器的使用壽命會減半，；所以此次改造中對電容器進行單獨的放置，將無功補償柜主要分成兩部分，其中一部分用來安裝電抗器，另一部分用來安裝主要的電容和熔斷器以及交流接觸器等，且在電抗器柜上方部分加設風扇以用來散熱，避免因熱量過大而損壞電容器。

3.1.3科學設計無功補償裝置柜內的散熱系統

此次對無功補償裝置柜內的散熱通道也進行了改造，經過詳細的規劃，對其采用了強制通風的方式，將裝置內的進風口設計在濾波補償柜前門下方和后門的下方，而出風口被放置在柜門后方的上部，通過此種方式將通風道路改造為下進風上出風的方式。

同時，在無功補償柜內電容器的左右安裝了兩個用于監控溫度的測試點，并且設置好將風扇的開關與溫度聯系在一起，如果在電容器附近的溫度被檢測到超過40℃時系統會自動開啟風扇進行排風降溫，從而避免出現由于溫度過高而損壞電容器的情況。

3.2選擇合理的電容器

3.2.1對電容器進行科學的測算其抗壓等級

對于以往電容器出現故障的頻率較高，主要是因為耐壓等級較低而導致，原選用的電容器耐壓等級大多為400V，不過由于城市范圍較大使電壓經常出現波動的情況，在夜間時電壓有時會達到430V左右，就超出了電容器的耐壓等級，造成電容器發生的損壞；因此，在選擇電容器時要選擇耐壓等級高于480V的電容器。

3.2.2選用高質量的電容器

原有的無功補償裝置采用的電容器大都是外放置的放電電阻和電容器電纜公用電容器接線端子，放熱電阻由于發熱會傳輸到電纜，導致電纜由于過熱而發生燒毀的現象，此次改造選擇科貝爾電容器，其放電的電阻連接位置與電纜進行區分，可預防放置電阻過熱傳到電纜而出現電纜燒毀的現象。

四、改造后效益分析

改造無功補償裝置后，三樞紐的功率因數由原有的0.88提高至0.96，減少了電費的支出。

進行改造后的電壓畸變率也由原來的1.5%降低到1.2%，濾波效果大為改善，也因此減少了諧波造成的損失，增加了設備的正常使用壽命，極大的降低了設備維修費用，提高供電企業的經濟效益。

我國的電價力調電費大部分是由供電局來合理根據因素進行獎罰的，以0.9為標準值，低于這個標準值，就要按照一定的比例進行罰款，高于這個就會相應的獎勵，改造前的功率因數在0.89左右，改造后提升至0.95，電費中的力調電費從罰款電費總額的0.5%，變成獎勵0.75%，這樣就可以節約1.25%的電費，三樞紐每月電費320萬元，由此計算，每月節約電費約四萬余元，一年節約電費近50萬元。

五、結論

對無功補償裝置進行科學的改造，不僅有效的減少了電費的支出，由于控制了功率因數，大大的提高了供電企業經濟效益。通過對無功補償裝置進行科學改造后加強了對硬件的使用，有效的避免了由于溫度過高而造成的電容器或其他電器元件損壞的現象，極大的減少了供電企業維修的支出，促進供電企業的發展。

參考文獻：

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