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淺析無功補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用

時間:2017/2/13閱讀:1448

摘  要:介紹無功補(bǔ)償?shù)囊饬x,無功補(bǔ)償?shù)脑?、概念及相關(guān)知識,結(jié)合某廠實(shí)際情況淺析無功補(bǔ)償在高、低壓配電系統(tǒng)中的重要性及應(yīng)用。

 

關(guān)鍵詞:低壓無功補(bǔ)償;并聯(lián)電容器;功率因數(shù)

 

1 無功功率的產(chǎn)生及定義

    交流電路中,由于感性或容性負(fù)載的存在,建立電感的磁場或電容的電場都需要電源多提供一部分不做機(jī)械工的功率,稱為無功功率。無功功率把電能裝換成另一種形式的能量,其不直接消耗電能,這也是各種電氣設(shè)備能夠做功的必要條件,并且使這種能量在電網(wǎng)中進(jìn)行周期性的轉(zhuǎn)換。電流在電容原件中做功時,電流是超前電壓90º的,在同一電路工作中,電感產(chǎn)生電流與電容產(chǎn)生電流的方向是相反的,并且相差180º。

 

2 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x

   一般大型企業(yè)采用大量用電設(shè)備,包括電感電動機(jī)、變壓器等。中既包括有功功率,又包括無功功率,使發(fā)電設(shè)備和輸電設(shè)備不能充分發(fā)揮作用,并增加輸電線路的功率損耗和電壓損失,故提高用戶的功率因數(shù)有如下益處。①提高電力系統(tǒng)的供電能力;②減少網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失,提高供電質(zhì)量;③降低網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗。

 

3 無功補(bǔ)償?shù)姆椒?/strong>

    為了提高功率因數(shù),要盡可能的減少電力系統(tǒng)中各個設(shè)備所消耗的無功功率。特別是減少負(fù)荷,減少設(shè)備從電網(wǎng)中取用的無功功率,使電網(wǎng)在輸送有功功率時,少輸送或不輸送無功功率。

 

3.1 選擇正確電氣設(shè)備

    ①選擇間隔小,電阻小的電氣設(shè)備。如選用電動機(jī)時,應(yīng)盡量選擇鼠籠式電動機(jī)等。

    ②選用設(shè)備時,盡量避免輕載運(yùn)行。如選用電動機(jī)、變壓器時,應(yīng)盡量選擇容量合適的型號。

 

3.2 合理運(yùn)行電氣設(shè)備

    ①電動機(jī)、變壓器杜絕輕載運(yùn)行。針對負(fù)荷小于40%額定功率的電動機(jī),在滿足其啟動條件和穩(wěn)定工作等硬性條件下,可以更換小容量的電機(jī),或者將電動機(jī)接線采用星型接法。針對平均負(fù)荷小于30%的變壓器,可以更換成小容量的變壓器,或者調(diào)整參數(shù)負(fù)荷。

    ②嚴(yán)格按照調(diào)度制度,合理安排生產(chǎn)作業(yè)時間,控制設(shè)備空載運(yùn)行。

    ③提高設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和檢修質(zhì)量,確保電動機(jī)的實(shí)際運(yùn)作情況,符合電磁特性負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。

 

3.3 人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)

    人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)的做法是采用供應(yīng)無功功率的設(shè)備來就地補(bǔ)償用電設(shè)備所需要的無功功率,以減少線路中的無功輸送。

 

3.4 并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)

3.4.1 電容并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?/strong>

    在國內(nèi)的大型企業(yè)中,大部分是電感性和電阻性的負(fù)載。因此總的電流Ì將滯后電壓一個角度Φ。如果裝設(shè)電容器,并與負(fù)載并聯(lián),則電容器的電流Ìc將抵消一部分電感電流Ìl,從而使無功電流Ìl 減小到Ìl',總的電流Ì減少到Ì',功率因數(shù)則由cosΦ提高到cosΦ',如果電容器容量選擇得當(dāng),可使Φ減少到0而cosΦ提高到1,這就是并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟怼?/p>

3.4.2無功補(bǔ)償區(qū)

    在中為提高功率因數(shù),通常采用將電力電容器組并聯(lián)或者運(yùn)用其他無功補(bǔ)償裝置。這樣就需要考慮電力電容器組裝設(shè)的地點(diǎn),不同的裝設(shè)地點(diǎn),得到的無功補(bǔ)償區(qū)及其取得的補(bǔ)償效益是不同的。對于用戶,電力電容器組的設(shè)置有高壓集中補(bǔ)償、低壓成組補(bǔ)償和就地補(bǔ)償三種方式。

    ①高壓集中補(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn):采用高壓集中補(bǔ)償?shù)某跗冢顿Y要求較低。6~10KV母線上產(chǎn)生的無功功率其曲線變化比較平穩(wěn),便于運(yùn)行管理和調(diào)節(jié),而且利用率高,可提高企業(yè)的變壓器的負(fù)荷能力。 缺點(diǎn):高壓集中補(bǔ)償方式對環(huán)境要求高,需要設(shè)有專門的電容器室,并且通風(fēng)好,室內(nèi)溫度適宜,并要求有可靠的放電設(shè)備。但是其經(jīng)濟(jì)效果較差,因?yàn)橹荒苎a(bǔ)償6~10KV電源方向上產(chǎn)生的無功功率和所有向該母線供電的線路上的無功功率,而對于負(fù)荷方向的電網(wǎng)并沒有無功補(bǔ)償效果。高壓集中補(bǔ)償雖然對本企業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益較差,但從整體上完善了地區(qū)電網(wǎng),提高了區(qū)域大電網(wǎng)的功率因數(shù),所以至今仍是城市及大中型工礦企業(yè)采用的主要無功補(bǔ)償方式。

    ②低壓成組補(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn):補(bǔ)償區(qū)域大于高壓集中補(bǔ)償區(qū)域,使用用戶能夠獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。而且投資小,通常安裝在低壓配電室,平時運(yùn)行維護(hù)和管理方便安全。

    ③分散就地補(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn):這種方式是將電容組分別裝設(shè)在各組用電設(shè)備上,或安裝在單獨(dú)的大容器電動機(jī)處。與用電設(shè)備要同時啟用,同時運(yùn)行,但不能共用一套控制系統(tǒng)。

 

4 某廠現(xiàn)有的無功補(bǔ)償措施及建議

 

4.1 某廠現(xiàn)在采用的是高壓集中補(bǔ)償和低壓組成組補(bǔ)償

    從效果來看,高壓集中補(bǔ)償采用了高壓無功自動補(bǔ)償裝置,可根據(jù)控制器對系統(tǒng)無功的采樣,自動分組投切電容器組,使月平均功率因數(shù)穩(wěn)定在0.95以上,無功自動投切成套裝置每套容量為2200kVar,每組容量分別為450kVar、750kVar、1000kVar,可實(shí)現(xiàn)459、750、1000、1200、1450、1750、2000kVar,七級投切??蓪?shí)實(shí)時顯示系統(tǒng)電壓、電流、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)??稍诤笈_控制計算機(jī)顯示電容器投切及切除情況,引入控制信號于接點(diǎn)電容器進(jìn)行投切控制。在外部故障或停電時自動退出,送點(diǎn)后自動恢復(fù)運(yùn)行。

    低壓成組補(bǔ)償采用安科瑞ANSVC低壓無功功率補(bǔ)償裝置,適用于頻率50Hz電壓0.4kV電網(wǎng)的無功功率自動補(bǔ)償,它集無功補(bǔ)償、電網(wǎng)監(jiān)測于一體,不但可以通過投切電容器組來補(bǔ)償電網(wǎng)中的無功損耗,提高功率因數(shù),降低線損,從而提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量,同時還能夠?qū)崟r監(jiān)測電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)等電量參數(shù)。

 

 

功能特點(diǎn)

    組成要素:柜體、無功補(bǔ)償控制器、復(fù)合開關(guān)、電抗器、浪涌保護(hù)器、電容器組等。具有快速的響應(yīng)速度,可連續(xù)無級調(diào)節(jié)、無涌流、拉弧,無機(jī)械開關(guān)使用壽命的限制。

應(yīng)用領(lǐng)域

    電力、汽車、冶金、鐵道、石油、港口、輕工、機(jī)械制造、化工、造紙、紡織、煤炭、造船、通訊、建材、機(jī)場、大型場館、高層建筑等場所配電系統(tǒng)。

 

4.2建議某廠的一些單臺高壓電機(jī)加設(shè)就地補(bǔ)償裝置

4.2.1原因

    由于變電所的高壓集中補(bǔ)償,只補(bǔ)償6000母排至電網(wǎng)段,而電機(jī)至母排段并未得到補(bǔ)償,由于高壓機(jī)電的電纜距離比較長,這樣在電纜上的損耗就比較大,而且增加了線路上的壓降,使電機(jī)兩端的電壓降低。對于感應(yīng)電動機(jī),其轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比,當(dāng)電壓降低10%,轉(zhuǎn)矩則降低到81%,使電動機(jī)難以帶負(fù)荷啟動,而且影響電機(jī)的使用壽命。

4.2.2 就地補(bǔ)償裝置解決方案

    安科瑞AZC系列智能電容器由智能測控單元、晶閘管復(fù)合開關(guān)電路、線路保護(hù)單元、兩臺共補(bǔ)或一臺分補(bǔ)低壓電力電容器構(gòu)成,替代常規(guī)由熔絲、復(fù)合開關(guān)或機(jī)械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的自動無功補(bǔ)償裝置,改變了傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置體積龐大和笨重的結(jié)構(gòu)模式,具有更好的補(bǔ)償效果。

 

 

    AZCL系列智能集成式諧波抑制電力電容補(bǔ)償裝置是以低壓電力電容器、高性能電抗器、高可靠投切開關(guān)、控制系統(tǒng)為主體,采用微電子軟硬件技術(shù)、微型傳感器技術(shù)、微型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電器制造技術(shù)等新技術(shù)成果,將其智能化,實(shí)現(xiàn)低壓無功補(bǔ)償功能,能夠可靠工作。主要應(yīng)用于諧波十分嚴(yán)重場合的無功補(bǔ)償,能夠可靠運(yùn)行,不會產(chǎn)生諧振,在一定程度上有吸收消除諧波的功能,其中串接7%電抗器的產(chǎn)品使用于主要諧波為5次、7次及以上的電氣環(huán)境,串接14%電抗器的產(chǎn)品使用于主要諧波為3次及以上的電氣環(huán)境。

 

 

功能特點(diǎn)

    過零投切,分相補(bǔ)償,溫度保護(hù),缺相保護(hù),過壓、欠壓保護(hù);

    諧波功能,智能網(wǎng)絡(luò)控制,高可靠性;

    積木結(jié)構(gòu),接線簡單,擴(kuò)容方便,維護(hù)方便,*。

應(yīng)用領(lǐng)域

    成套柜、戶外配電箱、城市電網(wǎng)、農(nóng)村電網(wǎng)、廠礦企業(yè)、石油化工、民用建筑、市政商業(yè)建筑、軌道交通配電系統(tǒng)等領(lǐng)域。

 

參考文獻(xiàn):

[1]鄒有明.現(xiàn)代供電技術(shù)[M]中國電力出版社,2007.

[2]唐志平.供配電技術(shù)[M]北京:電子工業(yè)出版社,2005.

[3]靳龍章,丁毓山.電網(wǎng)無功補(bǔ)償實(shí)用技術(shù)[M]北京:水利水電出版社,1997.

[4]安科瑞電氣股份有限公司無功補(bǔ)償解決方案.

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