襄陽(yáng)源創(chuàng)電氣有限公司小王告訴我們：電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，工廠供配電系統(tǒng)合理運(yùn)行對(duì)國(guó)家工業(yè)的發(fā)展、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的壯大有著重要意義。本文著重對(duì)工廠無(wú)功補(bǔ)償方式及常規(guī)無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行介紹，得出提高工廠功率因數(shù)的一些有效方法。
一、前言工廠中含有大量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、變壓器等感性設(shè)備工作時(shí)不僅要從電網(wǎng)中吸收有功功率用于做功，而且還要吸收無(wú)功功率建立磁場(chǎng)，這不僅會(huì)使工廠配電變壓器和輸電線(xiàn)路產(chǎn)生額外的附加電能損耗，降低自然功率因數(shù)，而且無(wú)功功率是影響電壓質(zhì)量的主要因素。因此，加強(qiáng)對(duì)感性設(shè)備的運(yùn)行管理，提高功率因數(shù)，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償是必要的。
二、無(wú)功補(bǔ)償概述
無(wú)功功率與功率因數(shù)電網(wǎng)輸出的功率分為有功功率和無(wú)功功率。有功功率是用電設(shè)備把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪懿⒗眠@些能對(duì)外作功;無(wú)功功率是指交流電路中存在的感性或容性設(shè)備為保證自身正常工作需建立交變磁場(chǎng)或電場(chǎng)而需要的電功率，它不對(duì)外做功。
功率因數(shù)是有功功率P與視在功率S的比值，而視在功率S與有功功率P和無(wú)功功率Q的關(guān)系為S=。
無(wú)功補(bǔ)償原理在交流電路同一電壓作用下，電感電流和電容電流方向相反，相位角相差180°，也就是說(shuō)感性無(wú)功功率與容性無(wú)功功率可以互補(bǔ)。由于工廠電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等大部分屬于感性負(fù)荷，若在供配電系統(tǒng)中并聯(lián)安裝電容器等無(wú)功補(bǔ)償設(shè)后，可以向感性設(shè)備提供一定的無(wú)功功率，減少感性設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的無(wú)功功率的需求，這就是無(wú)功補(bǔ)償。
無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康募耙饬x無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕康木褪翘嵘┡潆娤到y(tǒng)的功率因數(shù)，提高功率因數(shù)對(duì)工廠有如下益處：
1、減少工廠電費(fèi)支出供電公司發(fā)出來(lái)的電是以視在功率來(lái)計(jì)算，但卻根據(jù)用戶(hù)消耗的有功功率來(lái)收費(fèi)。若工廠從公共電網(wǎng)中吸收過(guò)多的無(wú)功功率，即功率因數(shù)過(guò)低，會(huì)造成供電公司成本加大。因此供電公司每月向用戶(hù)計(jì)收電費(fèi)時(shí)，若工廠平均功率因數(shù)低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要增加一定比例的電費(fèi)。
2、改善電壓質(zhì)量系統(tǒng)的電壓損失會(huì)隨無(wú)功功率需求的增加而增加，通過(guò)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償后，提高功率因數(shù)，可改善系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，使負(fù)載電壓更穩(wěn)定。
3、降低選擇變壓器的額定容量變壓器的額定容量是由其二次側(cè)的視在功率決定，對(duì)變壓器二次側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償后視在功率降低，因此可以選擇較小額定容量的變壓器，節(jié)省投資。
4、減少電能損失線(xiàn)路的功率損耗和功率因數(shù)的平方成反比。例如，當(dāng)功率因數(shù)由0.6提高到0.9時(shí)，線(xiàn)路上的功率損耗可降低55.56%。且無(wú)功補(bǔ)償后，流過(guò)變壓器繞組中的電流減小，故變壓器的損耗也相應(yīng)減少。
三、無(wú)功補(bǔ)償方式及其比較按照無(wú)功補(bǔ)償裝置的的安裝地點(diǎn)，無(wú)功補(bǔ)償分為集中補(bǔ)償和分散就地補(bǔ)償。
集中補(bǔ)償集中補(bǔ)償分為高壓集中補(bǔ)償和低壓集中補(bǔ)償。
1、高壓集中補(bǔ)償：是將補(bǔ)償裝置安裝在工廠變配電所的高壓母線(xiàn)上。這種補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償高壓母線(xiàn)以前所有線(xiàn)路上的無(wú)功功率，無(wú)法降低選擇變壓器的額定容量及電能損耗。其優(yōu)點(diǎn)是初投資較少，便于集中維護(hù)，能對(duì)工廠高壓側(cè)的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，提高工廠總的功率因數(shù)。這種補(bǔ)償方式在一些大中型工廠中比較常見(jiàn)。
2、低壓集中補(bǔ)償：是將低壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備集中安裝在工廠變電所的低壓母線(xiàn)上。這種補(bǔ)償方式能補(bǔ)償變電所低壓母線(xiàn)之前所有設(shè)備及線(xiàn)路的無(wú)功功率，便于維護(hù)，能降低選擇變壓器的額定容量及電能損耗。此方式在工廠中相當(dāng)普遍。
分散就地補(bǔ)償分散補(bǔ)償裝置是將補(bǔ)償裝置安裝在需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)膫�(gè)別容量較大且負(fù)荷較平穩(wěn)的用電設(shè)備旁邊。補(bǔ)償裝置一般與用電設(shè)備同事投入運(yùn)行和斷開(kāi)。該補(bǔ)償方式能夠補(bǔ)償安裝部位以前所有的高低壓線(xiàn)路及變壓器的無(wú)功功率，能最恰當(dāng)?shù)亟档拖到y(tǒng)的損耗和維持系統(tǒng)的電壓水平，因此補(bǔ)償效果最好。但是這種補(bǔ)償方式投資較大，補(bǔ)償設(shè)備利用率較低。
綜上所述，每種補(bǔ)償方式各有優(yōu)點(diǎn)，在工廠企業(yè)中，多采用集中補(bǔ)償和分散就地補(bǔ)償相混合的方式。
四、無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇
常規(guī)補(bǔ)償裝置的選擇目前工廠企業(yè)中常用的無(wú)功補(bǔ)償裝置是由電容器組、電容器支路保護(hù)、投切開(kāi)關(guān)和自動(dòng)補(bǔ)償控制器等組成的電容器分組自動(dòng)投切無(wú)功補(bǔ)償裝置。為了使各組電容器和開(kāi)關(guān)的運(yùn)行平衡化，應(yīng)避免個(gè)別電容器組頻繁開(kāi)合而造成該電容器組過(guò)早損壞，各電容器組之間宜采用輪換循環(huán)投切使用的原則，即先投入先切除。
串聯(lián)電抗器由于現(xiàn)在工廠中多有波動(dòng)性、沖擊性負(fù)荷，這些設(shè)備運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量諧波，引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)、閃變及三相不平衡，影響用電設(shè)備的安全運(yùn)行。雖然電容器本身具備一定的抗諧波能力，但同時(shí)也有放大諧波的副作用。諧波含量過(guò)大時(shí)，會(huì)對(duì)電容器的壽命產(chǎn)生影響，甚至造成電容器的過(guò)早損壞，由于電容器對(duì)諧波的放大作用，將使系統(tǒng)的諧波干擾更嚴(yán)重;因而在有較大諧波干擾時(shí)，需要補(bǔ)償無(wú)功功率的地點(diǎn)考慮增加濾波裝置。
在電容器回路中串聯(lián)電抗器是解決此問(wèn)題的有效方法，除此之外，串聯(lián)電抗器還可限制電容器的合閘涌流，降低電容器在投入瞬間產(chǎn)生的涌流對(duì)電網(wǎng)和開(kāi)關(guān)器件的沖擊。
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