工廠供配電系統(tǒng)的無功補(bǔ)償柜

    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)國家工業(yè)的發(fā)展、國民經(jīng)濟(jì)的壯大有著重要意義。本文著重對(duì)工廠無功補(bǔ)償方式及常規(guī)無功補(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，而且還要吸收無功功率建立磁場，這不僅會(huì)使工廠配電變壓器和輸電線路產(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)行無功補(bǔ)償是必要的。

　　二、無功補(bǔ)償概述2.1 無功功率與功率因數(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或電場而需要的電功率，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和無功功率Q的關(guān)系為S=。

　　2.2 無功補(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°，也就是說感性無功功率與容性無功功率可以互補(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)安裝電容器等無功補(bǔ)償設(shè)后，可以向感性設(shè)備提供一定的無功功率，減少感性設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的無功功率的需求，這就是無功補(bǔ)償。

　　2.3 無功補(bǔ)償?shù)哪康募耙饬x無功補(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)出來的電是以視在功率來計(jì)算，但卻根據(jù)用戶消耗的有功功率來收費(fèi)。若工廠從公共電網(wǎng)中吸收過多的無功功率，即功率因數(shù)過低，會(huì)造成供電公司成本加大。因此供電公司每月向用戶計(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)隨無功功率需求的增加而增加，通過進(jìn)行無功補(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)，線路上的功率損耗可降低55.56%。且無功補(bǔ)償后，流過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、無功補(bǔ)償方式及其比較按照無功補(bǔ)償裝置的的安裝地點(diǎn)，無功補(bǔ)償分為集中補(bǔ)償和分散就地補(bǔ)償。

　　3.1 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上。這種補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償高壓母線以前所有線路上的無功功率，無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。

　　2、低壓集中補(bǔ)償：是將低壓無功補(bǔ)償設(shè)備集中安裝在工廠變電所的低壓母線上。這種補(bǔ)償方式能補(bǔ)償變電所低壓母線之前所有設(shè)備及線路的無功功率，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。

　　3.2 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。該補(bǔ)償方式能夠補(bǔ)償安裝部位以前所有的高低壓線路及變壓器的無功功率，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。