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技術(shù)文章

無(wú)功補(bǔ)償電容器在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用
DQZHAN技術(shù)訊：無(wú)功補(bǔ)償電容器在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用
電力系統(tǒng)中的電壓與系統(tǒng)中無(wú)功功率的狀況密切相關(guān)，電力系統(tǒng)中的變化，特別是無(wú)功功率的變化，會(huì)使電力線路和變壓器的電壓損耗發(fā)生變化，并引起各節(jié)點(diǎn)電壓的變化，隨著電力系統(tǒng)裝機(jī)容量的日益遞增，而網(wǎng)路建設(shè)明顯的滯后，使 10KV 以下配電網(wǎng)路的損耗逐步增大。

無(wú)功補(bǔ)償是10KV 配電網(wǎng)路升壓降損的有效條件，與其它措施(如，改造配電網(wǎng)路結(jié)夠、更換高損耗變壓器、增大導(dǎo)線截面、縮短供電半徑等)相比，無(wú)功補(bǔ)償投資*少并且效果比較顯著，并能短時(shí)間收回成本(一年左右)。

當(dāng)前就電力而言，無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ饕幸韵聨追N;

1 、高壓電網(wǎng)集中補(bǔ)償，

2 、低壓電網(wǎng)就地補(bǔ)償，

3 、調(diào)節(jié)同步電機(jī)的勵(lì)磁補(bǔ)償。而應(yīng)用上述補(bǔ)償方法，是滿足供電部門對(duì)企業(yè)功率因數(shù)的要求，而很少考慮如何減少企業(yè)內(nèi)部的電能損耗，因此它們都存在了如下的優(yōu)缺點(diǎn)：

1 )投資少，即便滿足了電業(yè)局對(duì)功率因數(shù)的要求，而企業(yè)內(nèi)部大量的高壓配電線路，各車間變電所的配電變壓器和低壓配電線路都沒(méi)有得到補(bǔ)償，而大部分有功電能變?yōu)樽儞p和線損消耗。

2 )采用低壓集中補(bǔ)償雖然投資少，在滿足電業(yè)局對(duì)功率因數(shù)要求的同時(shí)也可以補(bǔ)償一部分線損與變損，但是電容器不能隨著負(fù)荷的變動(dòng)即時(shí)投切，有時(shí)能造成部分線路過(guò)補(bǔ)償(功率因數(shù) COS Φ> 1 )反而對(duì)電網(wǎng)照成沖擊，同時(shí)大量的低壓電網(wǎng)仍舊未能得到徹底的補(bǔ)償。
3 )采用調(diào)節(jié)同步電機(jī)的勵(lì)磁補(bǔ)償，雖然不用增加無(wú)功補(bǔ)償器，在設(shè)備運(yùn)行中就可以對(duì)線路進(jìn)行補(bǔ)償，而且也能隨著設(shè)備的開停而即時(shí)投切，但是目前企業(yè)的同步機(jī)數(shù)量有限，如果把所有的異步電機(jī)更換為同步電機(jī)不但一次性投資巨大，而且有些設(shè)備根本不實(shí)用。

目前根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需求，幾乎所有企業(yè)，針對(duì)企業(yè)的要求采用電容器就地補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)滿足電業(yè)局對(duì)企業(yè)功率因數(shù)的要求，同時(shí)也改善了企業(yè)降低線路損耗，增加電網(wǎng)的傳輸能力，改善供電質(zhì)量，減少電費(fèi)支出等問(wèn)題。同時(shí)電容器投資少見效快，下面根據(jù)鉬業(yè)公司現(xiàn)有情況進(jìn)行一下簡(jiǎn)短分析。

公司目前供電線路，供電變壓器，以及所有動(dòng)力設(shè)備大部分是 70~~80 年代的淘汰產(chǎn)品，其線路變壓器損耗大，設(shè)備效率低損耗大，這樣就出現(xiàn)因供電質(zhì)量而產(chǎn)生設(shè)備不能多臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，電流升高使設(shè)備燒毀率增高，線路各種損耗大而使設(shè)備機(jī)械效率低并且連帶著企業(yè)的功率因數(shù)低，目前還沒(méi)有達(dá)到電業(yè)局對(duì)企業(yè)功率因數(shù)的要求( COS Φ≥ 0.9 )如果要解決此問(wèn)題有兩種方法，一更換所有的供電線路、變壓器及動(dòng)力設(shè)備，但這樣不僅投資大，涉及面廣而且對(duì)生產(chǎn)和**都帶來(lái)很多不必要的麻煩，二是增加無(wú)功補(bǔ)償，此種方法也很多，如上所述各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況，我建議采用無(wú)功電容器高壓集中補(bǔ)償，低壓就地補(bǔ)償，這樣高壓集中補(bǔ)償再投資很少的情況下就能滿足電業(yè)局對(duì)功率因數(shù)的要求，低壓就地補(bǔ)償是根據(jù)設(shè)備的工作環(huán)境等因素，對(duì)個(gè)別設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償。并安裝在設(shè)備的負(fù)荷側(cè)，隨著設(shè)備的開停而投切，在保證了設(shè)備高效率的運(yùn)行的前提下也解決了產(chǎn)生過(guò)補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。下面對(duì)此種方法進(jìn)行分析。

1 、降低線路損失、改善電壓質(zhì)量

因?yàn)椴徽撌裁床馁|(zhì)的導(dǎo)體都有一定的電阻 R ，當(dāng)電流 I 通過(guò)電阻 R 時(shí)就產(chǎn)生一定的功率損失△ P ?！?P=3I 2 R × 10 -3 KW 。式中 I-- 流過(guò)線路電流，因?yàn)榫€路經(jīng)過(guò)電容器補(bǔ)償后升高電壓降低了電流，這樣功率損失就降低，如新井六中段，終端電壓為 350V 左右，滿足不了設(shè)備的需求，除非更換原先 70mm 2 電纜為 120mm 2 電纜，而經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后線路終端電壓能達(dá)到 410V 左右。

2 、減少設(shè)備容量、提高設(shè)備利用率

因?yàn)樵O(shè)備的容量一定，正增加了無(wú)功補(bǔ)償，提高了功率因數(shù)，而設(shè)備所做的有用功為 S=P × COS Φ。 S-- 有用功， P 是一定的， S 隨著 COS Φ的變化而變化，這樣同樣的設(shè)備同樣的時(shí)間所做的功卻大不相同。
3 、減少了電費(fèi)的支出。

電費(fèi)的減少包括兩個(gè)方面，一是因?yàn)榫€路損耗降低而節(jié)省電費(fèi)，二是由于功率因數(shù)提高節(jié)省費(fèi)用。線路損耗減低消耗在線路上的電量減少， K= Δ P × h ， K 為電量。而功率因數(shù)的增加減少電費(fèi)的支出，如 2 )所示：功率因數(shù)的提高所做的有用功增加，如一臺(tái) 30KW 電機(jī)，補(bǔ)償前功率因數(shù)為 0.75 左右，補(bǔ)償后功率因數(shù)為 0.9 以上，做同樣功同樣時(shí)間可節(jié)省電費(fèi)為 30 ×( 0.9 - 0.75 )× 1 × 0.475 = 2.14 元。

綜上所述，對(duì)各單位補(bǔ)償提出以下建議。

1 、為滿足電業(yè)局對(duì)企業(yè)功率因數(shù)要求補(bǔ)償容量為選廠72Kvar 高壓電容器，坑口為180Kvar 高壓電容器。

2 、為節(jié)電提高效率補(bǔ)償容量為選廠

1 )每一泵站安裝一臺(tái) 20Kvar 低壓電容器

2 )浮選 10 × 11KW 電機(jī)安裝一臺(tái) 40Kvar 低壓電容器

3 )浮選 10 × 15KW 電機(jī)安裝一臺(tái) 60Kvar 低壓電容器

4 )二段球磨安裝一臺(tái) 40Kvar 低壓電容器

5 )砂泵安裝一臺(tái) 20Kvar 低壓電容器

6 )圓磨安裝一臺(tái) 40Kvar 低壓電容器

3) 新井

1 )六中段水泵房 275KW 電機(jī)安裝一臺(tái) 110Kvar 低壓電容器

2 )七**中段線路終端各安裝一臺(tái) 20Kvar 低壓電容器

3 )十中段水泵房 180KW 電機(jī)各安裝一臺(tái) 80Kvar 低壓電容器
4 、一次性投資與回報(bào)

1 )上述電容器一次性投資需花費(fèi) 490 × 65 = 31850 元

2 )電容器一年可節(jié)省費(fèi)用

①泵站四臺(tái) 55KW 電機(jī)一年可節(jié)省費(fèi)用

55 ×( 0.9-0.87 )× 20 × 25 × 12 × 0.47 × 4 = 18612 元

②浮選一年可節(jié)省費(fèi)用

260 ×( 0.9-0.87 )× 20 × 25 × 12 × 0.47 = 21996 元

③二段球磨一年可節(jié)省費(fèi)用

80 ×( 0.9-0.87 )× 20 × 25 × 12 × 0.47 = 6768 元

④砂泵一年可節(jié)省費(fèi)用

55 ×( 0.9-0.87 )× 20 × 25 × 12 × 0.47 = 4683 元

⑤六中段水泵房一年可節(jié)省費(fèi)用

275 ×( 0.9-0.87 )× 10 × 25 × 12 × 0.47 = 11632 元

⑥十中段水泵房一年可節(jié)省費(fèi)用

180 ×( 0.9-0.87 )× 8 × 25 × 12 × 0.47 × 2 = 12182 元

合計(jì)一年可節(jié)省費(fèi)用為

12182+11632+6768+4683+6768+21996+18612=82641 元

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