淺談安科瑞無(wú)功補償在化工企業(yè)的應用

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賈麗麗

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：化工企業(yè)用電設備功率大、耗能高，并隨著(zhù)各項擴產(chǎn)、技改等活動(dòng)的開(kāi)展，導致用電設備增多、負荷量不斷加大以及負荷的性質(zhì)也發(fā)生變化，再加上線(xiàn)損及變壓囂損耗等因素。整個(gè)企業(yè)電網(wǎng)的功率因數也隨之下降。

關(guān)鍵詞：功率因數；無(wú)功補償；經(jīng)濟效益；集中補償；分組補償

0背景

某氯堿集團用電電源取自110KV東郊變電所和35KV螺絲崗交電所，經(jīng)集團公司主變電所11萬(wàn)主變和4萬(wàn)主變共同為公司各生產(chǎn)分公司供電。集團公司二級供電均為10KY/6KV線(xiàn)路經(jīng)二級變壓器轉化為380V/220V供生產(chǎn)照明使用。根據公司所在地電力局相關(guān)規定，對于公司用電費用的結算采用以功率因素為結算依據，并以0.9為標準，當低于0.9時(shí)，按每低于0.01，增收電費總額的0.5%，當高于0.9時(shí)，按每高于0.01，減收電費總額的0.15%。由于公司建成于上世紀50年代，經(jīng)過(guò)多次擴容、改造，但功率因數一直較低，企業(yè)每年用電總量達到2~3億度，由此可見(jiàn)采取無(wú)功補償的重要性。在目前實(shí)踐中多采取并聯(lián)電容器的電容補償方式，安裝補償電容器有如下好處1)節能，減少損及；(2)減少供電路及變壓器內的電壓降;(3)加變和供電路等電氣設備的電流備用量。

1無(wú)功補償的主要類(lèi)型

無(wú)功補償可以改善電壓質(zhì)量，提高功率因數，是電網(wǎng)采用的節能措施之配電網(wǎng)中常用的無(wú)功補償方式有就地補償、分散補償、集中補償等方式，另外某些場(chǎng)合需根據要求進(jìn)行調容補償。

(1)集中補償。

變電站內的無(wú)功補償，主要是補償主變對無(wú)功容的需求，結合考慮供電壓區內的無(wú)功潮流及配電線(xiàn)路和用戶(hù)的無(wú)功補償水平來(lái)確定無(wú)功補償容量。35KV變電站一般按主變容量的10%-15%來(lái)確定:110KV變電站可按15%-20%來(lái)確定。氯堿集團的集中補償主要是對總變電所分出的9條10KV/6KV供電線(xiàn)路進(jìn)行補償。

• 分組補償與自動(dòng)調容。
  

當各用戶(hù)終端距主變較遠時(shí)，宜在供電末端裝設分組補償裝置，結合用戶(hù)端的低壓補償，可以使線(xiàn)損大大降低，同時(shí)可以兼顧提升末端電壓的作用。分組補償通常在深入到生產(chǎn)現場(chǎng)的變壓器母線(xiàn)出線(xiàn)側進(jìn)行補償，又稱(chēng)“隨器補償”。氯堿集團各分廠(chǎng)約有17個(gè)二級變電所及40多個(gè)配電室，分布零散、數量眾多，因此補償的意義也非常重大。經(jīng)過(guò)數年的改造，現已對大部分變電所低壓母線(xiàn)側進(jìn)行了分組補償�？紤]到實(shí)際生產(chǎn)時(shí)負荷時(shí)不斷變化的，因此在電容補償柜上采用了自動(dòng)補償控制器以實(shí)現自動(dòng)調容。

以氯堿集團電化分廠(chǎng)氯變電所為例，氯變電所主要為處理工段生產(chǎn)供電，由一臺容量2500KVA變壓器將集團公司主變10KV6#線(xiàn)，氯氫處理工段實(shí)際用電總負荷量約為2400KW，因此在低壓母線(xiàn)側，我們安裝兩臺無(wú)功補償控制柜，每臺包含6組自愈式低壓并聯(lián)電容(型號為BSMJ04-20-3，額定電容:398.00uF，額定電壓:04KV，額定電流:28.9A)，無(wú)功功率柜自身裝備自動(dòng)補償控制器，具備自動(dòng)投切功能，能根據實(shí)時(shí)負荷量自動(dòng)增減補償電容的投用數量。

• 就地補償。
  

對于大型電機或者大功率用電設備宜裝設就地補償裝置。就地補償又稱(chēng)“隨機《電動(dòng)機)補償”，就地補償是經(jīng)濟、簡(jiǎn)單以及見(jiàn)效的補償方式。在就地補償方式中，把電容器直接接在用電設備上，中間只加申熔斷器保護，用電設備投入時(shí)電容器跟著(zhù)一起投入，切除時(shí)一塊切除，實(shí)現了很方便的無(wú)功自動(dòng)補償，切除時(shí)用電設備的線(xiàn)圈就是電容器的放電線(xiàn)圈。

2償量計算

2.1用諾模圖求各低配的補償容量。

根據補償前后的功率因素cos1和cos中2在左右兩座標軸上取其相應的兩點(diǎn)，兩點(diǎn)連線(xiàn)與系數K的座標軸相交于第三點(diǎn)，此點(diǎn)為系數K的數值，補償容量Qc=K*Ppj。

2.2變器補償。

我們可以根據《工與民用配電設計手冊》提供的公式對補償量進(jìn)行計算。

2.3就地補償。

就地補償容量的選擇可按電動(dòng)機所帶機械負荷軸慣性的大小分別確定。

(1)電動(dòng)機所帶機械負性小時(shí)(如風(fēng)機一)，償容應按不超過(guò)電機空載無(wú)功負荷選擇

(2)電動(dòng)機所帶機械負軸性較大時(shí)(如用水等)，補償容量可按大于電機空載無(wú)功負荷Qo，在空載與負載額定無(wú)功負荷Qe之間選擇，即Qo

在實(shí)際應用時(shí)因考慮到可采用無(wú)功功率自動(dòng)補償控制器進(jìn)行自動(dòng)補償因此補償電容容量應略大于實(shí)際需求補償量，或者留有一定裕量，以備擴容之需。

3無(wú)功補償方案的經(jīng)濟分析

2009年度氯堿集團總共用電量為266X10萬(wàn)度，按照合肥市工業(yè)用電平均價(jià)格0.6元/度計算，則：

(1)補償前功率因為0.87，每年多收電費(僅以目前實(shí)際計算，尚未考慮今后增加的用電量)，2.66X104萬(wàn)度X06元X1.5%=239.4萬(wàn)元;(2)低配補償到0.98，1.0，總進(jìn)線(xiàn)補償后功率因素為0.92，0.93時(shí)，每年減收電費(僅以目前實(shí)際計算，尚未考今后增加的用電)，266X104萬(wàn)度X0.6元X0.3%=47.88萬(wàn)元，2.66X104萬(wàn)度X0.6元X045%=71.82萬(wàn)元。

4 安科瑞APF有源濾波器產(chǎn)品選型

4.1產(chǎn)品特點(diǎn)

(1)DSP+FPGA控制方式，響應時(shí)間短，全數字控制算法，運行穩定；

(2)一機多能，既可補諧波，又可兼補無(wú)功，可對2～51次諧波進(jìn)行全補償或特定次諧波進(jìn)行補償；

(3)具有完善的橋臂過(guò)流保護、直流過(guò)壓保護、裝置過(guò)溫保護功能；

(4)模塊化設計，體積小，安裝便利，方便擴容；

(5)采用7英寸大屏幕彩色觸摸屏以實(shí)現參數設置和控制，使用方便，易于操作和維護；

(6)輸出端加裝濾波裝置，降低高頻紋波對電力系統的影響；

(7)多機并聯(lián)，達到較高的電流輸出等級；

4.2型號說(shuō)明

4.3尺寸說(shuō)明

4.4產(chǎn)品實(shí)物展示

ANAPF有源濾波器

5 安科瑞智能電容器產(chǎn)品選型

5.1產(chǎn)品概述

AZC/AZCL系列智能電容器是應用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節省能源、降低線(xiàn)損、提高功率因數和電能質(zhì)量的新一代無(wú)功補償設備。它由智能測控單元，晶閘管復合開(kāi)關(guān)電路，線(xiàn)路保護單元，兩臺共補或一臺分補低壓電力電容器構成�？商娲�常規由熔絲、復合開(kāi)關(guān)或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內和柜面由導線(xiàn)連接而組成的自動(dòng)無(wú)功補償裝置。具有體積更小，功耗更低，維護方便，使用壽命長(cháng)，可靠性高的特點(diǎn)，適應現代電網(wǎng)對無(wú)功補償的更高要求。

AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線(xiàn)電壓、三相母線(xiàn)電流、三相功率因數、頻率、電容器路數及投切狀態(tài)、有功功率、無(wú)功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過(guò)內部晶閘管復合開(kāi)關(guān)電路，自動(dòng)尋找適宜投入（切除）點(diǎn)，實(shí)現過(guò)零投切，具有過(guò)壓保護、缺相保護、過(guò)諧保護、過(guò)溫保護等保護功能。

5.2型號說(shuō)明

AZC系列智能電容器選型：

AZCL系列智能電容器選型：

5.3產(chǎn)品實(shí)物展示

AZC系列智能電容模塊AZCL系列智能電容模塊

安科瑞無(wú)功補償裝置智能電容方案

6結束語(yǔ)

由上文分析可見(jiàn)，采用無(wú)功補償方式提高企業(yè)電網(wǎng)功率因數，成本低投資回收速度快，具有非常強的經(jīng)濟效益，因此值得大力推廣。但是在無(wú)功補償過(guò)程中，應該對電網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節補償特點(diǎn)有所了解，這樣才能分清主次，使補償效果更佳。

另外，還要根據負荷的特征來(lái)判定究竟需要采取何種補償方式。常見(jiàn)的負荷特征劃分為;三相平衡靜態(tài)負荷、三相不平衡靜態(tài)負、三相平衡頻第變化負荷和三相不平衡頻繁變化負荷，在實(shí)際應用中應針對不同的特性來(lái)選擇三相共補、分相補償以及混合補償的方式。還有常見(jiàn)的情況就是在電容回路中串聯(lián)6%或12%非調諧濾波電抗用于破壞電容與系統的并聯(lián)諧振，部分吸收系統中的3、57次及上，從而使補償更加面合

參考文獻:

• 中國航空工業(yè)規劃設計研究院組編，工業(yè)與民用配電設計手冊《第三版)，北京:中國電力出版，2005.
• 孔令杰.淺談無(wú)功補償在化工企業(yè)的應用[J].硅谷,2010(23):151.
  

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版

作者簡(jiǎn)介

賈麗麗，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。手機:18702111076（微信同號），QQ:2885206556，郵箱:2885206556@qq.com