摘要: 無(wú)功補(bǔ)償可降低電能損耗, 論述了異步電動(dòng)機(jī)無(wú)功就地補(bǔ)償、低壓無(wú)功集中補(bǔ)償技術(shù)及其應(yīng)用。提倡大力推廣低壓無(wú)功補(bǔ)償, 以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

　　關(guān)鍵詞: 低壓無(wú)功補(bǔ)償;節(jié)能

　　1. 前言

　　眾所周知，由于我國(guó)人均能源資源短缺(尤其是油、氣、水)，環(huán)境容量(亦是資源)有限，西部生態(tài)脆弱，這個(gè)問(wèn)題尤為嚴(yán)重，它將極大的制約我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展以及為中華民族子孫萬(wàn)代生生息息留有生存空間。近年來(lái)，我國(guó)GDP每年以10%的速度發(fā)展，能源消耗急驟增加，環(huán)境、生態(tài)日益惡化。這種對(duì)自然無(wú)序的、掠奪性索取的發(fā)展模式已難以為繼，實(shí)際上已造成當(dāng)前十分嚴(yán)重的、不可逆轉(zhuǎn)的后果，大自然的懲罰已經(jīng)不斷地凸現(xiàn)出來(lái)，并還要繼續(xù)加重。在這樣的嚴(yán)峻形勢(shì)下，中央高度重視節(jié)能減排工作，出臺(tái)了一系列重大政策措施，2007年5月23日，國(guó)務(wù)院又印發(fā)《節(jié)能減排綜合性工作方案》，對(duì)節(jié)能減排工作進(jìn)行了全面部署，提出了新的要求。 為此我們針對(duì)在工程應(yīng)用中的無(wú)功補(bǔ)償進(jìn)行淺析，優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

　　2.理論分析

　　交流異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用廣泛, 所需無(wú)功功率最大, 未經(jīng)補(bǔ)償?shù)木C合負(fù)荷的自然功率因數(shù)為0.6~0.9,異步電動(dòng)機(jī)比例較高的負(fù)荷的功率因數(shù)為0.6。低壓用戶點(diǎn)多量廣、比較分散,很多異步電動(dòng)機(jī)都未裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置, 低壓電網(wǎng)功率因數(shù)較低, 線路損耗及變壓器損耗比較大。針對(duì)目前對(duì)低壓電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償不重視的現(xiàn)狀, 本文大力提倡推廣異步電動(dòng)機(jī)無(wú)功就地補(bǔ)償及低壓電網(wǎng)無(wú)功集中補(bǔ)償, 以達(dá)到較明顯的節(jié)能降耗效果。低壓補(bǔ)償無(wú)功功率, 可采用并聯(lián)電容器的方法, 可分散裝設(shè)或集中使用, 能做到就地補(bǔ)償無(wú)功功率以降低電網(wǎng)的電能損耗。電容本身并不節(jié)電, 但電容電流可抵消電感電流, 從而減少輸配電線路中流動(dòng)的電流, 從而減少電流引起的損耗及電壓降。

　　總之, 功率因數(shù)提高, 可減少輸電線路和變壓器電能損耗。

　　采用并聯(lián)電容器作無(wú)功補(bǔ)償,為了盡量減少線損和電壓損失, 宜就地平衡, 盡量減少無(wú)功功率的長(zhǎng)距離、跨電壓級(jí)的傳送。即低壓部分的無(wú)功宜由低壓電容器補(bǔ)償, 高壓部分的無(wú)功宜由高壓電容器補(bǔ)償。對(duì)容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)經(jīng)常使用的用電設(shè)備的無(wú)功功率, 宜就地補(bǔ)償。補(bǔ)償基本無(wú)功的電容器組宜在配變電所內(nèi)集中補(bǔ)償, 居民的無(wú)功負(fù)荷宜在小區(qū)變電所低壓側(cè)集中補(bǔ)償。

　　下面先重點(diǎn)談異步電動(dòng)機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償。GB12497- 90《三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》第7.6 條規(guī)定: 50KW 以上的電動(dòng)機(jī)應(yīng)進(jìn)行功率因數(shù)就地補(bǔ)償。本人認(rèn)為50KW 以下電動(dòng)機(jī)如有條件也可進(jìn)行功率因數(shù)就地補(bǔ)償。電動(dòng)機(jī)容量雖小, 但數(shù)量多, 電容器補(bǔ)償無(wú)功率及節(jié)能降耗也是可觀的。采用電容器就地補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率, 電容器直接并聯(lián)在電動(dòng)機(jī)上, 切斷電源后, 電動(dòng)機(jī)在慣性作用下繼續(xù)運(yùn)行, 此時(shí)電容器的放電電流成為勵(lì)磁電流,如果電容過(guò)補(bǔ)償,就可使電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)得到自勵(lì)而產(chǎn)生電壓,因此電容的補(bǔ)償容量一般不應(yīng)大于電機(jī)的空載無(wú)功容量。

　　下面講一下異步電動(dòng)機(jī)并聯(lián)電容就地補(bǔ)償應(yīng)用中應(yīng)注意的一些問(wèn)題:

　　1. 接到電動(dòng)機(jī)的電容器容量, 不應(yīng)超過(guò)為提高電動(dòng)機(jī)空載功率因數(shù)到0.9 所需的數(shù)值。

　　2 .當(dāng)電容器補(bǔ)償容量過(guò)大,會(huì)引起電網(wǎng)電壓升高,并會(huì)導(dǎo)致電容器損壞,工頻長(zhǎng)期過(guò)電壓不應(yīng)超過(guò)電容器額定電壓的1.1 倍。

　　3.對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行就地補(bǔ)償時(shí), 首先應(yīng)選用長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行且容量較大的電動(dòng)機(jī)配用電容器, 對(duì)于可能產(chǎn)生過(guò)電壓和超轉(zhuǎn)矩的情況下, 可采用電動(dòng)機(jī)視在功率50%的電容器。

　　4.三相低壓異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償電容器, 可選用常用的低壓自愈式金屬化膜電容器, 該電容器以金屬化聚丙烯薄膜作介質(zhì), 有自愈性, 價(jià)格低, 考慮到鄉(xiāng)鎮(zhèn)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大, 后半夜電壓稍高, 加上無(wú)功補(bǔ)償后, 電壓要相應(yīng)提高一點(diǎn), 電容器的額定電壓選用常規(guī)的400V 產(chǎn)品。

　　5.電動(dòng)機(jī)仍在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并產(chǎn)生相當(dāng)大的反電動(dòng)勢(shì)時(shí), 不應(yīng)再起動(dòng)。

　　6.不應(yīng)采用星一三角形起動(dòng)器。

　　7.對(duì)吊車、電梯等機(jī)械負(fù)載可能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的用電設(shè)備,在重物下降時(shí),為避免過(guò)電壓, 不采用電容器單獨(dú)就地補(bǔ)償。

　　對(duì)于補(bǔ)償基本無(wú)功及常年穩(wěn)定無(wú)功和投切次數(shù)少的高壓電容器組, 宜采用手動(dòng)投切; 為避免過(guò)補(bǔ)償或輕載時(shí)電壓過(guò)高, 易造成設(shè)備損壞的, 宜采用自動(dòng)投切.高、低壓補(bǔ)償效果相同時(shí), 宜采用低壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置.無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償?shù)囊怨?jié)能為主調(diào)節(jié)時(shí), 采用無(wú)功功率參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)。

　　集中補(bǔ)償?shù)碾娙萑萘坑?jì)計(jì)算為:Qc = P( tgφ1 - tgφ2) , 其中,p 為有功功率, tgφ1 、tgφ2 是補(bǔ)償前后功率因數(shù)角的正切值。

　　低壓母線上裝設(shè)自動(dòng)投切的并聯(lián)電容器主要用來(lái)補(bǔ)償變壓器本身及以上輸電線路的功率損耗, 而在配線路上產(chǎn)生的損耗并沒(méi)有減少, 此補(bǔ)償不宜過(guò)大, 否則變壓器輕載或空載運(yùn)行時(shí), 將造成過(guò)補(bǔ)償, 補(bǔ)償容量應(yīng)為變壓器額定容量的30%～40%。

　　下面看某廠加裝無(wú)功補(bǔ)償后的節(jié)能實(shí)例。

　　某廠加裝300kvar 低壓自動(dòng)補(bǔ)償柜, 補(bǔ)償前功率因數(shù)小于0.75, 線路電流1253A, 自動(dòng)補(bǔ)償?shù)焦β室驍?shù)為0.93 后的電流為1014A, 直觀減少線路電流25%左右.理論和實(shí)踐都證明無(wú)功補(bǔ)償可減少電能損耗、節(jié)省電費(fèi)。

　　為了在運(yùn)行中調(diào)節(jié)無(wú)功補(bǔ)償?shù)拇笮? 可將電容器連接成若干組, 根據(jù)負(fù)荷的變化分組投入式切除. 可用專門(mén)投切電容器組的接觸器頻繁操作來(lái)投入或切除.可控硅投切電容器型補(bǔ)償裝置, 可以實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償功率的連續(xù)調(diào)節(jié).

　　自動(dòng)投切裝置能根據(jù)無(wú)功負(fù)荷的變化自動(dòng)投切電容器組, 使功率因數(shù)保持在0.92 以上且不過(guò)補(bǔ)償.

　　3.小結(jié)

　　在配電網(wǎng)中, 若各用戶低壓側(cè)配置了足夠的無(wú)功補(bǔ)償裝置, 則可使配電線路中的無(wú)功電流最小, 也使配電線路的有功功率損耗最小, 這是最理想的效果.配電網(wǎng)中的用戶端實(shí)現(xiàn)無(wú)功就地補(bǔ)償是合理的無(wú)功補(bǔ)償方式, 大力推廣應(yīng)用自動(dòng)控制裝置提高線路功率因數(shù), 達(dá)到動(dòng)態(tài)的管理, 這是理想的節(jié)能降耗方法.

　　我國(guó)現(xiàn)行《功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法》只對(duì)100KVA 及以上的用戶的功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)作了規(guī)定,并執(zhí)行功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi),而對(duì)100KVA 以下用戶的功率因數(shù)沒(méi)有規(guī)定,這些用戶大多沒(méi)有安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,在設(shè)計(jì)中亦不考慮無(wú)功補(bǔ)償.因此為節(jié)能降耗,可大力推廣低壓無(wú)功集中補(bǔ)償,特別是重點(diǎn)推廣異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償,可以取得較顯著經(jīng)濟(jì)效益。