淺談安科瑞無功補償在化工企業的應用

摘要：化工企業(ye) 用電設備功率大、耗能高，並隨著各項擴產(chan) 、技改等活動的開展，導致用電設備增多、負荷量不斷加大以及負荷的性質也發生變化，再加上線損及變壓囂損耗等因素。整個(ge) 企業(ye) 電網的功率因數也隨之下降。

關(guan) 鍵詞：功率因數；無功補償(chang) ；經濟效益；集中補償(chang) ；分組補償(chang)

0背景

某氯堿集團用電電源取自110KV東(dong) 郊變電所和35KV螺絲(si) 崗交電所，經集團公司主變電所11萬(wan) 主變和4萬(wan) 主變共同為(wei) 公司各生產(chan) 分公司供電。集團公司二級供電均為(wei) 10KY/6KV線路經二級變壓器轉化為(wei) 380V/220V供生產(chan) 照明使用。根據公司所在地電力局相關(guan) 規定，對於(yu) 公司用電費用的結算采用以功率因素為(wei) 結算依據，並以0.9為(wei) 標準，當低於(yu) 0.9時，按每低於(yu) 0.01，增收電費總額的0.5%，當高於(yu) 0.9時，按每高於(yu) 0.01，減收電費總額的0.15%。由於(yu) 公司建成於(yu) 上世紀50年代，經過多次擴容、改造，但功率因數一直較低，企業(ye) 每年用電總量達到2~3億(yi) 度，由此可見采取無功補償(chang) 的重要性。在目前實踐中多采取並聯電容器的電容補償(chang) 方式，安裝補償(chang) 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(nei) 的電壓降;(3)加變和供電路等電氣設備的電流備用量。

1無功補償(chang) 的主要類型

無功補償(chang) 可以改善電壓質量，提高功率因數，是電網采用的節能措施之配電網中常用的無功補償(chang) 方式有就地補償(chang) 、分散補償(chang) 、集中補償(chang) 等方式，另外某些場合需根據要求進行調容補償(chang) 。

(1)集中補償(chang) 。

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

1. 分組補償(chang) 與(yu) 自動調容。

當各用戶終端距主變較遠時，宜在供電末端裝設分組補償(chang) 裝置，結合用戶端的低壓補償(chang) ，可以使線損大大降低，同時可以兼顧提升末端電壓的作用。分組補償(chang) 通常在深入到生產(chan) 現場的變壓器母線出線側(ce) 進行補償(chang) ，又稱“隨器補償(chang) "。氯堿集團各分廠約有17個(ge) 二級變電所及40多個(ge) 配電室，分布零散、數量眾(zhong) 多，因此補償(chang) 的意義(yi) 也非常重大。經過數年的改造，現已對大部分變電所低壓母線側(ce) 進行了分組補償(chang) 。考慮到實際生產(chan) 時負荷時不斷變化的，因此在電容補償(chang) 櫃上采用了自動補償(chang) 控製器以實現自動調容。

以氯堿集團電化分廠氯變電所為(wei) 例，氯變電所主要為(wei) 處理工段生產(chan) 供電，由一台容量2500KVA變壓器將集團公司主變10KV6#線，氯氫處理工段實際用電總負荷量約為(wei) 2400KW，因此在低壓母線側(ce) ，我們(men) 安裝兩(liang) 台無功補償(chang) 控製櫃，每台包含6組自愈式低壓並聯電容(型號為(wei) BSMJ04-20-3，額定電容:398.00uF，額定電壓:04KV，額定電流:28.9A)，無功功率櫃自身裝備自動補償(chang) 控製器，具備自動投切功能，能根據實時負荷量自動增減補償(chang) 電容的投用數量。

1. 就地補償(chang) 。

對於(yu) 大型電機或者大功率用電設備宜裝設就地補償(chang) 裝置。就地補償(chang) 又稱“隨機《電動機)補償(chang) "，就地補償(chang) 是經濟、簡單以及見效的補償(chang) 方式。在就地補償(chang) 方式中，把電容器直接接在用電設備上，中間隻加申熔斷器保護，用電設備投入時電容器跟著一起投入，切除時一塊切除，實現了很方便的無功自動補償(chang) ，切除時用電設備的線圈就是電容器的放電線圈。

2償(chang) 量計算

2.1用諾模圖求各低配的補償(chang) 容量。

根據補償(chang) 前後的功率因素cos1和cos中2在左右兩(liang) 座標軸上取其相應的兩(liang) 點，兩(liang) 點連線與(yu) 係數K的座標軸相交於(yu) 第三點，此點為(wei) 係數K的數值，補償(chang) 容量Qc=K*Ppj。

2.2變器補償(chang) 。

我們(men) 可以根據《工與(yu) 民用配電設計手冊(ce) 》提供的公式對補償(chang) 量進行計算。

2.3就地補償(chang) 。

就地補償(chang) 容量的選擇可按電動機所帶機械負荷軸慣性的大小分別確定。

(1)電動機所帶機械負性小時(如風機一)，償(chang) 容應按不超過電機空載無功負荷選擇

(2)電動機所帶機械負軸性較大時(如用水等)，補償(chang) 容量可按大於(yu) 電機空載無功負荷Qo，在空載與(yu) 負載額定無功負荷Qe之間選擇，即Qo<Qc<Qe0式中Q0=1.73UeIo，173UIssin中e，I為(wei) 電機的額定電流，sin中為(wei) 電機上的額定功率因數角的正弦值。

在實際應用時因考慮到可采用無功功率自動補償(chang) 控製器進行自動補償(chang) 因此補償(chang) 電容容量應略大於(yu) 實際需求補償(chang) 量，或者留有一定裕量，以備擴容之需。

3無功補償(chang) 方案的經濟分析

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

(1)補償(chang) 前功率因為(wei) 0.87，每年多收電費(僅(jin) 以目前實際計算，尚未考慮今後增加的用電量)，2.66X104萬(wan) 度X06元X1.5%=239.4萬(wan) 元;(2)低配補償(chang) 到0.98，1.0，總進線補償(chang) 後功率因素為(wei) 0.92，0.93時，每年減收電費(僅(jin) 以目前實際計算，尚未考今後增加的用電)，266X104萬(wan) 度X0.6元X0.3%=47.88萬(wan) 元，2.66X104萬(wan) 度X0.6元X045%=71.82萬(wan) 元。

4 安科瑞APF有源濾波器產(chan) 品選型

4.1產(chan) 品特點

(1)DSP+FPGA控製方式，響應時間短，全數字控製算法，運行穩定；

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

(3)具有完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；

(4)模塊化設計，體(ti) 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現參數設置和控製，使用方便，易於(yu) 操作和維護；

(6)輸出端加裝濾波裝置，降低高頻紋波對電力係統的影響；

(7)多機並聯，達到較高的電流輸出等級；

4.2型號說明

4.3尺寸說明

4.4產(chan) 品實物展示

ANAPF有源濾波器

5 安科瑞智能電容器產(chan) 品選型

5.1產(chan) 品概述

AZC/AZCL係列智能電容器是應用於(yu) 0.4kV、50Hz低壓配電中用於(yu) 節省能源、降低線損、提高功率因數和電能質量的新一代無功補償(chang) 設備。它由智能測控單元，晶閘管複合開關(guan) 電路，線路保護單元，兩(liang) 台共補或一台分補低壓電力電容器構成。可替代常規由熔絲(si) 、複合開關(guan) 或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在櫃內(nei) 和櫃麵由導線連接而組成的自動無功補償(chang) 裝置。具有體(ti) 積更小，功耗更低，維護方便，使用壽命長，可靠性高的特點，適應現代電網對無功補償(chang) 的更高要求。

AZC/AZCL係列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器，可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數、頻率、電容器路數及投切狀態、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內(nei) 部晶閘管複合開關(guan) 電路，自動尋找適宜投入（切除）點，實現過零投切，具有過壓保護、缺相保護、過諧保護、過溫保護等保護功能。

5.2型號說明

AZC係列智能電容器選型：

AZCL係列智能電容器選型：

5.3產(chan) 品實物展示

AZC係列智能電容模塊AZCL係列智能電容模塊

安科瑞無功補償(chang) 裝置智能電容方案

6結束語

由上文分析可見，采用無功補償(chang) 方式提高企業(ye) 電網功率因數，成本低投資回收速度快，具有非常強的經濟效益，因此值得大力推廣。但是在無功補償(chang) 過程中，應該對電網的各個(ge) 環節補償(chang) 特點有所了解，這樣才能分清主次，使補償(chang) 效果更佳。

另外，還要根據負荷的特征來判定究竟需要采取何種補償(chang) 方式。常見的負荷特征劃分為(wei) ;三相平衡靜態負荷、三相不平衡靜態負、三相平衡頻第變化負荷和三相不平衡頻繁變化負荷，在實際應用中應針對不同的特性來選擇三相共補、分相補償(chang) 以及混合補償(chang) 的方式。還有常見的情況就是在電容回路中串聯6%或12%非調諧濾波電抗用於(yu) 破壞電容與(yu) 係統的並聯諧振，部分吸收係統中的3、57次及上，從(cong) 而使補償(chang) 更加麵合

安科瑞侯文莉