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技術文章

無功補償電容器在工業(yè)生產(chǎn)的應用
DQZHAN技術訊：無功補償電容器在工業(yè)生產(chǎn)的應用
電力系統(tǒng)中的電壓與系統(tǒng)中無功功率的狀況密切相關，電力系統(tǒng)中的變化，特別是無功功率的變化，會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)點電壓的變化，隨著電力系統(tǒng)裝機容量的日益遞增，而網(wǎng)路建設明顯的滯后，使 10KV 以下配電網(wǎng)路的損耗逐步增大。

無功補償是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)路結夠、更換高損耗變壓器、增大導線截面、縮短供電半徑等)相比，無功補償投資*少并且效果比較顯著，并能短時間收回成本(一年左右)。

當前就電力而言，無功補償?shù)姆椒ㄖ饕幸韵聨追N;

1 、高壓電網(wǎng)集中補償，

2 、低壓電網(wǎng)就地補償，

3 、調節(jié)同步電機的勵磁補償。而應用上述補償方法，是滿足供電部門對企業(yè)功率因數(shù)的要求，而很少考慮如何減少企業(yè)內部的電能損耗，因此它們都存在了如下的優(yōu)缺點：

1 )投資少，即便滿足了電業(yè)局對功率因數(shù)的要求，而企業(yè)內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有得到補償，而大部分有功電能變?yōu)樽儞p和線損消耗。

2 )采用低壓集中補償雖然投資少，在滿足電業(yè)局對功率因數(shù)要求的同時也可以補償一部分線損與變損，但是電容器不能隨著負荷的變動即時投切，有時能造成部分線路過補償(功率因數(shù) COS Φ> 1 )反而對電網(wǎng)照成沖擊，同時大量的低壓電網(wǎng)仍舊未能得到徹底的補償。
3 )采用調節(jié)同步電機的勵磁補償，雖然不用增加無功補償器，在設備運行中就可以對線路進行補償，而且也能隨著設備的開停而即時投切，但是目前企業(yè)的同步機數(shù)量有限，如果把所有的異步電機更換為同步電機不但一次性投資巨大，而且有些設備根本不實用。

目前根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需求，幾乎所有企業(yè)，針對企業(yè)的要求采用電容器就地補償?shù)姆椒▉頋M足電業(yè)局對企業(yè)功率因數(shù)的要求，同時也改善了企業(yè)降低線路損耗，增加電網(wǎng)的傳輸能力，改善供電質量，減少電費支出等問題。同時電容器投資少見效快，下面根據(jù)鉬業(yè)公司現(xiàn)有情況進行一下簡短分析。

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

1 、降低線路損失、改善電壓質量

因為不論什么材質的導體都有一定的電阻 R ，當電流 I 通過電阻 R 時就產(chǎn)生一定的功率損失△ P ?！?P=3I 2 R × 10 -3 KW 。式中 I-- 流過線路電流，因為線路經(jīng)過電容器補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，滿足不了設備的需求，除非更換原先 70mm 2 電纜為 120mm 2 電纜，而經(jīng)過補償后線路終端電壓能達到 410V 左右。

2 、減少設備容量、提高設備利用率

因為設備的容量一定，正增加了無功補償，提高了功率因數(shù)，而設備所做的有用功為 S=P × COS Φ。 S-- 有用功， P 是一定的， S 隨著 COS Φ的變化而變化，這樣同樣的設備同樣的時間所做的功卻大不相同。
3 、減少了電費的支出。

電費的減少包括兩個方面，一是因為線路損耗降低而節(jié)省電費，二是由于功率因數(shù)提高節(jié)省費用。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 30KW 電機，補償前功率因數(shù)為 0.75 左右，補償后功率因數(shù)為 0.9 以上，做同樣功同樣時間可節(jié)省電費為 30 ×( 0.9 - 0.75 )× 1 × 0.475 = 2.14 元。

綜上所述，對各單位補償提出以下建議。

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

2 、為節(jié)電提高效率補償容量為選廠

1 )每一泵站安裝一臺 20Kvar 低壓電容器

2 )浮選 10 × 11KW 電機安裝一臺 40Kvar 低壓電容器

3 )浮選 10 × 15KW 電機安裝一臺 60Kvar 低壓電容器

4 )二段球磨安裝一臺 40Kvar 低壓電容器

5 )砂泵安裝一臺 20Kvar 低壓電容器

6 )圓磨安裝一臺 40Kvar 低壓電容器

3) 新井

1 )六中段水泵房 275KW 電機安裝一臺 110Kvar 低壓電容器

2 )七**中段線路終端各安裝一臺 20Kvar 低壓電容器

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

1 )上述電容器一次性投資需花費 490 × 65 = 31850 元

2 )電容器一年可節(jié)省費用

①泵站四臺 55KW 電機一年可節(jié)省費用

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

②浮選一年可節(jié)省費用

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

③二段球磨一年可節(jié)省費用

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

④砂泵一年可節(jié)省費用

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)省費用

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

合計一年可節(jié)省費用為

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

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