工厂供电系统无功补偿技术浅析.doc

工厂供电系统无功补偿技术浅析
【摘要】功率因数是工厂供电系统提高运行效率的重要因素。本文通过对工厂供电系统无功补偿技术的研究,以及如何利用无功补偿技术来提高工厂供电系统功率因数等问题的分析,实现工厂供电系统“少电高产、低能高效”运行模式,供读者参考。
【关键词】功率因素;工厂供电;无功补偿
在我国,工业用电量占全国发电总量的70%以上。其中,工厂电气设备和供电线路的电能损耗就占到工厂用电量的20%~30%。可见,提高功率因数,减少功率损耗,提高供电质量,无论是对工厂本身运行成本的降低,还是对国家电力资源的节约都有十分重要的意义。
1提高功率因素的必要性
在工厂中,由于使用了大量的异步电动机、电焊机、电弧炉、气体放电灯、电力变压器等感性负荷,使得综合用电负荷呈阻感性质。因此,工厂设备在运行过程中,除了消耗所需的有功功率外,还需要大量的无功功率在电源和用电负荷之间作电磁交换。如果供电系统长期处在低功率因素下运行,会造成电网无功电流过大,使电网电能损耗和电压损耗增加,给工厂供配电系统带来不利影响。
根据《供电营业规则》中规定:变压器容量在100KVA及以上的高压供电的用户,在系统高峰用电时,~,其它电力用户和大型排灌站以及趸购转售电企业,,凡功率因素达不到此规定值的工厂必须进行无功补偿。对于未能达到规定要求的工厂电力用户,供电部门除了收取基础电费以外,还要另行加收功率因数调整电费,即功率电费。因此,对工厂供电系统而言,通过提高工厂负荷功率因数,达到节能降耗的目的就非常有必要了。
2无功补偿的原理及优点
如图1所示,若用户需要的有,高功率P■不变,通过装设无功补偿装置将系统功率因数从cos?渍提高到cos?渍'时,无功功率将由原来的Q■减小Q■'到,视在功率将由原来的S■减小到S■'。△Q■为无功补偿装置提供的无功功率,其补偿容量为△Q■=Q■-Q■'=P■(tan?渍-tan?渍')=P■?△q■。其中△q■=tan?渍-tan?渍',称为无功补偿率或比补偿容量。如果当前的功率因数cos?渍已知,并设定无功补偿后待提高到得功率因数为cos?渍',便通过上式计算或查表得出需要补偿的无功容量△Q■。
在工厂或车间装设无功补偿装置后,总的无功计算负荷减小为Q■'=Q■-Q■,补偿后低压侧总的视在计算负荷也减小为S■'=■<SS■。由此可见,无功补偿后可以使变电所主变压器容量选得更小一些,这样不仅可以降低工厂或车间变电所的初期建设投入,还可以大大减少因变压器自身功率损耗带来的电费开支(△P■≈■)。同时,对于三相负荷而言,由于S■的减小,将使工厂或车间的负荷电流I■=S■/■U■减小,进一步使电网电流减小,从而降低电能传输过程中的电能损耗(线损),减小供电设备的容量和输电线路的截面,节约电能;另外,线路上的电压降
△U也随电网电流的减小而减小,这样在始端电压一定的情况下,可提高线路末端电压,从而使供电电压符合质量标准,提高供用电的可靠性。总而言之,提高功率因数不仅对整个电力系统有好处,对工厂自身也会带来可观的经济效益。
3无功补偿的具体方法
在工厂供电系统中,可以通过提高自然功率因数和采用无功补偿技术两个途径来提高功率因数。采用补偿方法来提高