電容器無(wú)功補(bǔ)償裝置節(jié)能文檔

工廠供電課程華潤(rùn)雪花啤酒（中國(guó)）有限公司（CRB） -PAGE5-電容器無(wú)功補(bǔ)償裝置節(jié)能一、提高功率因數(shù)的意義大多數(shù)用電設(shè)備均是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，如配電變壓器、電動(dòng)機(jī)等，它們都是依靠建立交變磁場(chǎng)才能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。為建立交變磁場(chǎng)和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱為無(wú)功功率，在功率三角形中，有功功率P與視在功率S的比值，稱為功率因數(shù)cosφ，其計(jì)算公式為：cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2在電網(wǎng)的運(yùn)行中，功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度，如何使得配電系統(tǒng)功率因數(shù)盡可能接近于1，使得電路中的無(wú)功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來(lái)供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。降低配電系統(tǒng)的電能損耗，是配電系統(tǒng)節(jié)能的途徑之一。采用電容器無(wú)功功率補(bǔ)償提高功率因素，達(dá)到降低能耗目的。提高低壓電網(wǎng)和用電設(shè)備的功率因數(shù)，已成為節(jié)電降耗工作的一項(xiàng)重要措施。下面是各種功率因素下與線損的關(guān)系表：cosφ線損百分比%1.01000.91240.81580.72060.62820.54050.4650二、提高功率因數(shù)的方法按照《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》中的有關(guān)規(guī)定：無(wú)功電力應(yīng)就地平衡。用戶應(yīng)在提高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置。在我們的供電范圍內(nèi)均采用在變壓器二次側(cè)安裝集中無(wú)功補(bǔ)償裝置的方式提高功率因數(shù)，以達(dá)到規(guī)定內(nèi)的要求。

1、補(bǔ)償無(wú)功功率

可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)。減少發(fā)、供電設(shè)備的設(shè)計(jì)容量，減少投資，例如當(dāng)功率因數(shù)COSφ=0.8增加到COSφ=0.95時(shí)，裝1kvar電容器可節(jié)省設(shè)備容量0.52

kw；反之，增加O.52kW。對(duì)原有設(shè)備而言，相當(dāng)于增大了發(fā)、供電設(shè)備容量。因此，對(duì)新建、改建工程，應(yīng)充分考慮無(wú)功補(bǔ)償，便可以減少設(shè)計(jì)容量，從而減少投資。

2、降低線損由公式△P％=[1-（COSφ1/cosφ2）2]x100％得出。其中COSφ2為補(bǔ)償后的功率因數(shù)，COSφ1為補(bǔ)償前的功率因數(shù)，則COSφ2>cosφ1，所以提高功率因數(shù)后，線損率也下降了。減少設(shè)計(jì)容量．減少投資，增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例，以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。所以，功率因數(shù)是考核經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)，規(guī)劃、實(shí)施無(wú)功補(bǔ)償勢(shì)在必行。

3、提高功率因數(shù)，可以有兩個(gè)途徑，一是提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，即不采取任何補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)；二是采取人工補(bǔ)償?shù)姆绞绞箍偣β室驍?shù)提高。

（1）對(duì)于提高自然功率因數(shù)，采用如下方法。

合理選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和規(guī)格首先在滿足使用要求的情況下，選用功率因數(shù)高的電動(dòng)機(jī)；其次選擇的電動(dòng)機(jī)要使其保持較高的負(fù)荷率，避免長(zhǎng)期輕載運(yùn)行；第三，盡量控制電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行時(shí)間，對(duì)于反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備，可以考慮使用空載切除的裝置。

（2）對(duì)于用人工補(bǔ)償?shù)姆绞教岣吖β室驍?shù)已經(jīng)是普遍采用的一種方式，其計(jì)算方法：對(duì)于人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)，可以通過(guò)計(jì)算獲取應(yīng)補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量。Qc為補(bǔ)償容量、α為有功負(fù)荷系數(shù)，一般0.7~0.8比如某電站計(jì)算負(fù)荷為800

kW，平均功率因數(shù)為0.85，若提高到0.95，需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量為

TanA=tan（arccos0.85）=0.62

TanB=tan（arccosO.95）=0.33

補(bǔ)償容量Qc=0.75x800x（0.62-0.33）=174kvar比補(bǔ)償容量的△q值可直接查下表：?jiǎn)挝唬篕VAR/KW三、電容補(bǔ)償控制及安裝方式的選擇1、就地補(bǔ)償與集中補(bǔ)償?shù)挠嘘P(guān)規(guī)定（1）GB12497—90《三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》第7.6條規(guī)定：50kW以上的電動(dòng)機(jī)應(yīng)進(jìn)行功率因數(shù)就地補(bǔ)償。（2）GB3485—83《評(píng)估企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則》第2.9條規(guī)定：100kW以上的電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償無(wú)功功率。（3）GB50052—95《供配電設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.03及5.0.10規(guī)定。（4）國(guó)外用電委員會(huì)法規(guī)與專業(yè)學(xué)報(bào)均有類似規(guī)定與刊載。2、電容補(bǔ)償方式的選擇采用并聯(lián)電容器作為人工無(wú)功補(bǔ)償，為了盡量減少線損和電壓損失，宜就地平衡，即低壓部分的無(wú)功宜由低壓電容器補(bǔ)償，高壓部分的無(wú)功宜由高壓電容器補(bǔ)償。對(duì)于容量較大，負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備的無(wú)功功率，宜就地補(bǔ)償。補(bǔ)償基本無(wú)功的電容器組宜在配變電所內(nèi)集中補(bǔ)償，在有工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化自動(dòng)化程度高的流水線、大容量機(jī)組的場(chǎng)所，宜分散補(bǔ)償。3、電容器組投切方式的選擇電容器組投切方式分手動(dòng)和自動(dòng)兩種。對(duì)于補(bǔ)償?shù)蛪夯緹o(wú)功及常年穩(wěn)定和投切次數(shù)少的高壓電容器組，宜采用手動(dòng)投切；為避免過(guò)補(bǔ)償或輕載時(shí)電壓過(guò)高，易造成設(shè)備損壞的，宜采用自動(dòng)投切。高、低壓補(bǔ)償效果相同時(shí)，宜采用低壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置。4、無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)方式以節(jié)能為主者，采用無(wú)功功率參數(shù)調(diào)節(jié)；當(dāng)三相平衡時(shí)，也可采用功率因數(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)；為改善電壓偏差為主者，應(yīng)按電壓參數(shù)調(diào)節(jié)；無(wú)功功率隨時(shí)間穩(wěn)定變化者，按時(shí)間參數(shù)調(diào)節(jié)。四、功率因數(shù)提高后的節(jié)能效果1、改善功率因數(shù)及相應(yīng)地減少電費(fèi)根據(jù)國(guó)家水電部，物價(jià)局頒布的“功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法”規(guī)定三種功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，相應(yīng)減少電費(fèi)：（1）高壓供電的用電單位，功率因數(shù)為0.9以上。（2）低壓供電的用電單位，功率因數(shù)為0.85以上。（3）低壓供電的農(nóng)業(yè)用戶，功率因數(shù)為0.8以上。根據(jù)“無(wú)功補(bǔ)償裝置采用辦法”，補(bǔ)償后的功率因數(shù)以分別不超出0.95、0.94、0.92為宜，因?yàn)槌^(guò)此值，電費(fèi)并沒(méi)有減少，相反初次設(shè)備增加，是不經(jīng)濟(jì)的。2、降低系統(tǒng)的能耗功率因數(shù)的提高，能減少線路損耗及變壓器的銅耗。設(shè)R為線路電阻，ΔP1為原線路損耗，ΔP2為功率因數(shù)提高后線路損耗，則線損減少ΔP=ΔP1－ΔP2=3R(I12－I22)比原來(lái)?yè)p失減少的百分?jǐn)?shù)為(ΔP/ΔP1)×100％=1－(I2/I1)2·100％式中，I1=P/(3U1cosφ1)，I2=P/(3U2cosφ2)補(bǔ)償后，由于功率因數(shù)提高，U2>U1，為分析方便，可認(rèn)為U2≈U1，則θ=[1－(cosφ1/cosφ2)2]·100％當(dāng)功率因數(shù)從0.8提高至0.9時(shí)，通過(guò)上式計(jì)算，可求得有功損耗降低21％左右。在輸送功率P=3UIcosφ不變情況下，cosφ提高，I相對(duì)降低，設(shè)I1為補(bǔ)償前變壓器的電流，I2為補(bǔ)償后變壓器的電流，銅耗分別為ΔP1，ΔP2；銅耗與電流的平方成正比，即ΔP1/ΔP2=I22/I12由于P1=P2，認(rèn)為U2≈U1時(shí)，即I2/I1=cosφ1/cosφ2可知，功率因數(shù)從0.8提高至0.9時(shí)，銅耗相當(dāng)于原來(lái)的80％。3、減少了線路的壓降由于線路傳送電流小了，系統(tǒng)的線路電壓損失相應(yīng)減小，有利于系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定(輕載時(shí)要防止超前電流使電壓上升過(guò)高)，有利于大電機(jī)起動(dòng)。4、增加了供電功率，減少了用電貼費(fèi)對(duì)于原有供電設(shè)備來(lái)講，同樣的有功功率下，cosφ提高，負(fù)荷電流減小，因此向負(fù)荷傳輸功率所經(jīng)過(guò)的變壓器、開關(guān)、導(dǎo)線等配電設(shè)備都增加了功率儲(chǔ)備，發(fā)揮了設(shè)備的潛力。對(duì)于新建項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，降低了變壓器容量，減少了投資費(fèi)用，同時(shí)也減少了運(yùn)行后的基本電費(fèi)。5、安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置節(jié)能實(shí)例

如某區(qū)域內(nèi)總的電量損失3000x0.ll=330萬(wàn)kW.h；電量損失包括各個(gè)環(huán)節(jié)所造成的：線路、變壓器、計(jì)量裝置、人工抄表造成的計(jì)量不同步等等原因。

實(shí)施網(wǎng)改后，對(duì)變電站和箱變都增加了無(wú)功補(bǔ)償裝置，功率因數(shù)由0.76提高到0.93以上，有的提高到0.96或者更高。改造前這部分電量損失約占40％，即130萬(wàn)kW.h左右。為計(jì)算方便，統(tǒng)一按照功率因數(shù)從0.8提高到0.93計(jì)算，由于I=