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浅析在工程供电中无功补偿技术的运用

作者:原创论文网 时间:2018-09-13 09:56 加入收藏

  摘要:在我国电力系统中工厂供电始终是其重要的组成部分, 而工程供电的进行离不开无功补偿技术的有效支持。因此, 在这一前提下对于工厂供电中的无功补偿技术进行研究和分析就具有极为重要的经济意义和现实意义。鉴于此, 论文就工厂供电中的无功补偿技术展开探讨, 以期为相关工作起到参考作用。

  关键词:工程供电; 无功补偿; 补偿技术; 工厂供电;

  Abstract:In our country's power system, the power supply of the factory is always an important part, and the power supply of the project can not be separated from the effective support of reactive compensation technology. Therefore, under this premise, research and analysis of the reactive power compensation technology in the power supply of the factory has extremely important economic and practical significance. In view of this, this article discusses the reactive power compensation technology in the factory power supply, in order to serve as a reference for related work.

  Keyword:project power supply; reactive power compensation; compensation technology;
 

工厂供电

  1 引言

  目前, 在一些大中型工厂中, 由于其用电设备较多, 而且多数为电感性设备, 这就导致在生产过程中会有大量的无功功率被吸收, 从而对工厂供电系统的功率因数和电压质量带来较严重的影响, 使电气设备没有得到有效的利用, 降低了系统的供电能力。所以, 要想实现工厂电力系统的供电质量和电能的节约, 则需要充分的利用设备的容量, 增加其输电能力, 从而降低功率损耗和电能损耗。

  2 功率因数对工厂供电系统的影响

  1) 在输送的有功功率相同的情况下, 较低的功率因数将导致系统电流增加。工厂供电系统中, 补偿无功功率主要任务是降低损耗节能, 增强供电能力, 从而提高功率因数。主要的方法有两种:一是通过提高变压器、电动机负载率、调整负荷结构, 使功率因数达到最高;二是采用并联电力电容器。根据补偿装置装设地点的不同, 工厂供电系统中电力电容器设置主要有高压集中补偿, 低压成组补偿和单独就地补偿3种。如图1所示。

  图1 并联电容器在工厂供电系统中的装设位置和补偿效果
 

  2) 由于在低功率因数情况下, 变压器输出的有功功率减少, 系统输送有功成分减少, 无功成分增加, 降低了供电设备的有效利用率, 无功功率补偿如下式所示。

  式中, Q30为无功功率补偿前的值;Q’30'为无功功率补偿后的值;tanθ为补偿前功率因数角的正切值;tanθ′为补偿后功率因数角的正切值。

  在无功功率补偿过程中, 合理地选择无功补偿容量, 对提高功率因数, 调整电网电压, 提高供电质量, 保证电网安全稳定运行都有着十分重要的作用。

  3 无功补偿方式的选择

  3.1 低压集中补偿

  这种方式是把低压电容器组集中装设在车间变电所低压380V母线上, 实际补偿容量随自然功率因数的变化而调整, 能补偿低压母线前的高压电网、地区电网和整个电力系统的无功功率, 并且能使变压器的视在功率减小, 从而变压器容量可选得小一些, 比较经济, 由于安装在变电所低压配电室内, 运行维护比较方便。对于工厂存在的谐波源, 车间变压器也起到了隔离和衰减谐波的作用, 有利于低压移相电容器的安全稳定运行。

  3.2 高压集中补偿

  这种方式是把高压电容器组集中装设在工厂变配电所的6~10k V母线上, 所以, 只能补偿高压一次侧的无功功率, 而二次侧的线路并没有得到无功补偿, 因而其经济效益相对较较差。但由于用户6~10k V母线上无功功率变化比较平稳, 因而便于运行管理和调节, 而且利用率相对较高, 还可以提高供电变压器的负荷能力。从整体上看可以改善地区电网, 甚至区域电网的功率因数, 所以, 至今仍是城市及大中型工矿企业的主要无功补偿方式。

  3.3 单独就地补偿

  单独就地补偿, 也叫做分散就地补偿, 是把并联电容器组分别装设在各组用电设备或单独的大容量设备旁边。这种补偿方式能够补偿安装部位以前的所有高低压线路和电力变压器的无功功率, 其补偿效果较好, 补偿范围大, 因此, 可以优先考虑。但此方式设备投资较大, 且电容器在被补偿的用电设备停止工作时也被一并切除, 所以, 设备利用率相对较低, 同时, 增加了管理上的不便。单独就地补偿适用于个别容量较大且位置单独的负荷, 比如, 大容量的感应电动机。特别适用于负荷平稳, 长期运转的设备, 还适用于容量虽小但数量多且长期稳定运行的设备, 如荧光灯等。

  4 工厂供电中的无功补偿技术具体应用

  4.1 采用电力容器实施无功补偿

  由于无功补偿技术是工厂企业发展运用过程必备的技术, 但为了该技术能够长期有效的发展, 工厂中最常用的无功补偿技术是利用电容器来实施, 即为静电电容器和移相电容器。如果将该装备运用于工厂线路静电电容器装置中, 能够降低线路中的无功电流。运用无功补偿方式主要源于低压分组补偿, 该种方式主要是在车间变配室中运用, 能够对变配室中的总电量进行减少, 从而有效的提高了电容器的使用效率。但由于在实施低压分组补偿时, 在工厂的车间的变压功率有所降低, 并且在使用无功补偿时要利用低压线路中的无功电流, 因而要实施无功补偿技术设备的安装, 从而提升无功补偿效果。在实施个别补偿时, 由于要选择需要无功补偿的对象, 因而在选择方面比较重要, 由于工厂中的用电具有非常严格的要求, 因而在利用个别补偿时, 一般在电容器安装位置的选择方面不能太随意, 要全面考虑电力装置的输出和逆行电动机, 从而利用电容器补偿时要在电容量方面有精确的选择, 以免出现过量补偿的现象。当然, 在实施无功补偿时还可以采用动态补偿方式, 由于应用动态补偿方式是无功补偿技术运用过程中最核心的内容之一, 因而相关的工作人员在确保应用动态补偿技术合理运行期间还要注重发挥各种补偿方式的优势, 并对投切的范围适当的拓宽, 从而让无功补偿技术能够最大化的发挥其作用, 也让无功补偿技术的效果越来越可靠。

  4.2 使用同步补偿器作无功补偿

  同步补偿机, 它的工作原理是运用过励磁运行的原理, 使用过励磁吸收电路运行过程中的无功电流, 这是一种相当有效的措施, 能够均匀的调节电网电流做功, 这是一种很有效的措施, 能够做到均匀供电。但这种方法也有它的弊端, 那就是它的运营成本较高, 而且后期的维护成本也是一笔不小的数目, 这就造成了工厂大多不敢用的局面, 方法虽好, 但代价太高, 除了一些大型的供电设备, 这些相对来讲性价比合适, 很多时候都是不使用这种方法的, 而对于工厂来讲, 也不推荐使用。

  4.3 提高自然功率因数

  1) 合理选择电动机。由于在满载运行时, 可以有效的提高设备的功率, 所以需要进行电动机选择时, 要使其规格、型号和容量最大限度的接近满载运行状态。目前, 异步电动机的结构和形式较为多样, 而且工厂的环境和条件也存在着较大的差异, 所以, 进行电动机选择时, 需要对电气指标和机械性能进行注意, 避免选择封闭式电动机, 而且由于工厂中所使用的电动机其负荷始终处于一个较低的水平, 所以, 需要选择容量小些的电动机。

  2) 合理选择变压器。变压器消耗的无功功率因数在工厂整个供电系统中比例约占全部无功功率的25%, 而变压器处于空载运行状态下的无功功率约占全部无功功率因数的80%, 因此, 工厂要想有效地改善功率因数, 节能降耗, 必须综合考虑变压器的台数、容量以及运行方式, 确保其达到最优化。

  4.4 无功补偿以及消除谐波装置

  无功补偿技术的使用可以减少无功功率在工厂电网中的流动, 降低线路和变压器因为输送无功功率而造成电能损失;安装无功补偿设备可以有效的降低工厂电力网的损耗。另外, 无功补偿可以提高功率因数, 相对其他节能措施而言, 是一项收效快、投资少的降损节能措施, 可以使电力系统少送无功功率, 多送有功功率, 而且可以在电力系统无功功率不足时, 迅速提供无功功率。

  5 无功补偿注意事项谐波的有效抑制

  电容器在对抗谐波方面有着一定的抗衡作用, 但是, 它在抗衡的同时又会放大谐波的负面作用, 相当于是一把双刃剑, 这就需要一定的人为控制, 严格控制电容器的数量。在电容器对抗谐波方面提出以下几点建议: (1) 给易受谐波损坏的电容器串联一个抗谐波电容器, 中和谐波的损害; (2) 在换流的部位接入一个滤波器, 消除谐波; (3) 给母线Pr使用微电脑消谐装置; (4) 提高变流器的使用电流, 提高使用效率, 降低使用低段谐波的使用, 从根本上减少谐波的产生。

  6 结语

  随着社会的发展, 电力在国民经济中的位置越来越重要, 工厂供电中的无功补偿技术也拥有更广阔的应用空间。电力系统的工作人员需要用先进的知识武装自己, 努力提升自身的专业水平, 从而适应电力系统的发展, 确保电力系统的稳定进行, 促进社会的和谐发展。

  参考文献
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