基于工厂供电系统无功补偿的分析及应用

基于工厂供电系统无功补偿的分析及应用

徐 艳

中国石油化工股份有限公司济南分公司 山东济南 250000

摘要：随着我国经济的发展，电力企业也快速的发展，工厂供电系统以及企业的有序发展具有决定性的影响。电力系统在各种多元化手段的作用下虽然得到了不断完善，但是仍然有很多问题存在其中，对电力系统工作质量的提升造成阻碍。因此，加大研究电力系统问题的力度，采取有效的措施逐一解决，使电力系统工作质量有效提升。本文针对工厂供电系统无功补偿的分析及应用，展开详细的讨论，为我国电力行业的全面发展贡献力量。

关键词：工厂供电系统；无功补偿；节约电能

引言

在社会经济快速发展过程中，电力供电系统的发展在我国经济发展中的位置越来越重要，工厂供电中的无功补偿技术的运用也越来越广泛，为了促使无功补偿技术长期有效的发展，并对供电设备实施全面的保护，减少供电设备的损坏浪费，需要电力系统的工作人员不断的学习先进的技术知识，为工厂供电中的无功补偿技术的发展提供良好的平台，也促进电力系统的稳定发展。

1无功功率补偿的原理

电能需要通过多设备才能传送到用户端，因为受到功率、电压、电流的限制，输电线中传送功率通常分为两种，一种为有功功率，一种为无功功率，有功功率是电力设备顺利进行的必要条件，通俗来说就是通过用电设备将电力能量转化为其他能量形式，例如热能、声能等。无功功率较为抽象，主要用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。无功功率补偿是一种技术措施，指的是在电力系统中的变电所装置无功功率电源，将无功功率的流动进行改变，降低网络损耗，提高电压水平及动态性能。现阶段，在我国的生产及日常生活中，大多数用电负载都属于感性负载，在运行期间均需要进行无功补偿。

2无功补偿提高功率因数的途径

2.1用同步补偿器作无功补偿

根据对工厂供电系统无功补偿有效应用展开的大量实际调查研究能够发现，通过无功补偿能够将电力设备的功率因数有效提高，有以下两种有效的途径。第一种叫做同步补偿器，在业界也被称为同步调相机，其本质是一个状态为空运行的同步电动机，当工作环境的工率因数为0.8~0.9超前，也就是过励磁运行状态下时，会将无功功率提供给电力系统，当工作环境处于欠励磁运行状态时，会将无功功率从电力系统中吸取出来。与此同时，由于同步电动机具有比较复杂的结构，内部带有启动控制设备，因此，对同步补偿器的维护工作具有较大的难度。并且，相比较于静电电容器，同步补偿器的成本投入比较大。

2.2使用电力电容器作无功补偿

工厂中最常使用的方法是安装一个电力电容器，将未做功的电流进行做功处理，这样就可以很好的降低电流的无功效率，经济便捷，很受工厂的欢迎。1）低压分组补偿。这种方式是通过在配电车间安装电力电容器，在供电部位就进行电流做功补偿，可实现单体补偿和混合补偿，是一种经济实惠的措施，是工厂最常用的方法。2）个别补偿，也称就地随机补偿，这种方法有着很多的局限，主要分为以下三点：一是要安装位置要正确，既必须安装在合格的位置上面，安装不当效果就不会那么好。二是电流做功功率不能超过0.9，超过0.9就会损坏这机器。三是要选择合格的适当的补偿电容器，这些要求相对较复杂，所以工厂使用的较少。

2.3使用同步调相机

同步调相机又称为同步补偿器，即一种同步电动机，在功率因数为0.8-0.9超前（过励磁运行状态）的状态下，向供电系统提供无功功率，相反，在欠励磁运行状态下，则会从电力系统中吸取无功功率。同步调相机明显的改善功率因数，所以适用于低速、恒速且长期连续工作容量较大的电动机。而不适用于那些小容量的高速同步电动机。此外，同步调相机有起动控制设备，结构偏复杂，维护工作量比其他补偿器要大。

2.4无功补偿以及消除谐波装置

动态谐波以及无功补偿装置是根据工厂供电系统谐波治理和无功补偿原理开发研制出来的。这种装置除了提高供电系统的功率因数和电网的电能质量外，还能净化电网的电磁环境，保障电器设施安全可靠稳定运行，既可以节约能源又可以提高工厂的生产效率。

2.5用静电电容器作无功补偿

第二种叫做静电电容器，在业界也被称为移项电容器或者电力电容器，不仅具有超前电压容性电流相关特点，而且，还能与变压器、电动机结合产生的滞后电压感性电流相抵消。将经典电容器分别于用户对应的线路相关联，能够在很多程度上降低前端电网具有的务工电流，这样，就能有效补偿无功消耗的电能。与此同时，由于电容器在并联状态下对无功功率的补偿，在结构方面具有较高的简便性，在经济方面成本投入比较低，因此，能够被广泛运用在工厂供电系统中。

3补偿容量与分布

3.1补偿容量的计算

根据对工厂供电系统无功补偿的应用展开的大量实际调查研究能够发现，无功补偿对容量和分布也能起到巨大的作用，在无功补偿对容量补偿进行计算的过程中，应该将电力系统设备具有的最大负荷作为计算依据，在此基础上，运用对应的计算方法得到补偿容量的具体数值。一般情况下，以工厂车间该年最大负荷月的平均无功功率以及有功功率为计算标准。

3.2补偿容量的合理分析

当总补偿容量的数据确定以后，如果运用分组补偿的方式则需要注意，还要对如何分配补偿容量相关的问题进行考虑，其中，各个支路中并联电容器的分配原则，应该按照最小能量损耗的原则以及功率损耗最小的原则。与此同时，针对各个配电馈线而言，在并联回路中，如果将负荷电流以电阻的大小进行计算，并按照反比进行分配，此时功率具有的损耗值最小。假设各个配电馈线具有的无功负荷分别为Q1，Q2，Q3…Qn，各个配电馈线具有的无功补偿分别为Qc1，Qc2，Qc3…Qcn，各个配电馈线计算出的电阻数值分别为r1、r2、r3…rn，因此，总并联电阻的计算公式为：

在此基础上，以计算电阻成反比例分布时与各支路在补偿后具有的无功功率之间损耗最小原则为依据，可以得到以下等式关系：

此时，各支路进行无功补偿容量时，具有的分布公式为：

3.3电压调节

根据对无功补偿展开的大量实际调查研究能够发现，通过对无功补偿的合理利用，不仅能够将工厂电力系统的功率因数有效提升，还能将供电线路承受的双电压损失有效减少，将工厂供电系统具有的电压质量有效提高。与此同时，由于电容器输出电压的平方数与输出的无功功率数之间呈正比关系，比如，当电容器的电压提升1%时，无功补偿设备给出的无功功率将会增加2%，此时，电压在无功设备容量增加的情况下会进一步提升。反之，当电网的电压数值明显下降时，无功补偿设备具有的无功输出就会明显降低，导致电网的整体电压呈现明显降低状态。此时，供电系统具有的电压波动范围在-10%~+10%之间，因此，无功补偿设备应该在变压器的调压配合下才能保证电压质量。

结束语

综上所述，通过以上针对工厂供电系统无功补偿的分析与应用，展开的系统性分析，我们能够更加充分的了解，作为判断一个企业是否具有较高经济效益的重要指标，功率因数的高低具有至关重要的作用。这样，才能使工厂电力系统有功输出能力提高，保证各种电力设备的容量得到充分利用，将无功损耗和功率损耗逐渐减少，最终，为工厂电力系统提高供电质量、减少电能消耗目标的实现奠定基础。

参考文献

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