浅谈电力节能措施中的无功补偿

低压电力网普遍存在的问题是由于用电负荷的感性负荷大而使电网功率因数低下。感性负荷不但占用线路输电容量, 还造成电能在传输线上的浪费。无功补偿器正是针对这一问题开发出来的一种装置。通过安装电容抵消线路的感性无功, 达到降低线损, 提高经济效益的目的。

1 补偿地点的确定

补偿的目的是减少线路中的无功分量, 所以应尽量安装在低功率因数的终端负荷上。传统的方式是在低压配电房安装集中补偿装置, 但这样并不能减少配电房到负荷的线路的损耗, 而这段往往截面小、线路长, 损耗也大, 以某工厂为例 (见图1) , 全厂主要负荷为氧化车间, 它在满负荷时可达4 0 0k W, 而功率因数只有0.6, 可算得其无功功率为530k VAR, 这个功率在AB线段上的年电能损耗是相当可观的。图2是按补偿应在最大负荷终端的原则, 在B点安装补偿装置的。

2 补偿容量的确定

氧化车间主要是几台单机容量达150k W的整流设备, 考虑到它们的功率比较大, 与配电房距离也比较远, 同时考虑到以后车间增容的可能, 决定以功率因数补偿到接近1作为确定补偿容量的标准。已知车间的最大负荷为400k W, 功率因数0.6, 可得Q=Psinθ/c o sθ=5 3 3 k V A R, 可以选6 4 k V A R电容8个。

3 补偿器的制作

其制作电路见图2。自动补偿控制器选用jkw 5e智能型控制器。它可以显示线电压、一二次电流、线路无功功率、功率因数, 功能较为齐全。电容器如前文所说选6 4 k V A R, 确定为B C M J 0, 4 4-6 4-3参数4 4 0 V 6 4 k V A R 3相, 额定电流8 4 A, 选热继电器RJ为125 A, 整定电流为95 A, 空气开关Q为125 A, 交流接触器c J为切换电容专用接触器GJ19-95A, 它附有抑制涌流装置, 能减少合闸涌流和分闸过电压, 故在电路中省去了按普通方法应该在电容中串联的电抗。补偿装置的接线方法:a) 每个电容器回路需用30 mm2的电线, 总线需用150mm2以上的电线;b) 补偿器的箱体可以买成品, 也可自制, 要求散热通风要好, 安放应该在室内阴凉处, 避免太阳直晒。

4 补偿器的效益分析

4.1 节损效益

补偿前后的电流变化见表1。电流下降就表明在线路上节省了能耗, 电流在线路上引起的损耗为电流在线路电阻上的积分。公式表示为:W=f I2Rdt。由于公式中的电流是变化值, 为计算方便, 以划分时段方式进行计算。公式简化为W=I 2Rt, 根据企业的实际用电情况, 最大、最小、平时时段分别占总时段的1O%、3O%、6O%, 总时段以5000 h1年算。电阻R计算方法见表2。

(单位:k Wh)

注:P-铜线电阻率0.01724Ωkw2/m L-电线长度m S-电线截面m m 2。

Δp-变压器负载损耗, 可查变压器参数手册, 此处变压器的型号S9-M-630/10, Δp=620Ow L1变压器二次额定电压40OV Sw一变压器额定容量630000VA。以O.7元/k w h的平均的平均价格计算, 每年节约电费l7l40元。最后可得出节损效果见表3。

4.2 降低线路电压降

由于补偿前后电流减少, 线路的电压降自然减少了, 从而为终端负荷提供了更充足的电压。同时, 电压的提高也降低了电机负荷的电流, 进一步降低线损。

4.3 充分利用变压器的容量

补偿前, 厂区功率因数只有O.85左右 (厂区原装有一台补偿器, 但太小) , 主变最大只能输出630÷O.85=535 k W的功率。补偿后功率因数提高到0.95以上, 主变可输出6 30÷0.9 5=5 9 9 k W以上的功率, 增容效果是相当明显的。

4.4 变罚款为奖励

补偿前, 由于功率因数达不到电力部门的要求 (电力部门要求0.90以上, 低于0.90, 每低一个百分点, 增罚总电费的0.5%但如果高于0.9, 则有奖励) , 所以每月总要被罚千元左右。而安装补偿装置后, 不但免了罚, 每月还获得八九百元的奖励。

综合上述, 安装补偿器的效益是不言而喻的。单从费用上说, 投资回收期半年都不到, 如果购买成品, 大概3~4万元的投入, 回收期也只有2年, 如果考虑到电力部门奖励的可能, 则更短。本厂采用补偿装置投入多来, 运行稳定可靠, 实践证明在高能耗企业大力推广, 将会取得积极的经济效益和社会效益。

摘要：本文主要分析了电网损耗的原因, 提出补偿器选型安装要点, 阐明了无功补偿的实用效果。

关键词：补偿地点,容量,制作