摘要: 無功補償可降低電能損耗, 論述了異步電動機無功就地補償、低壓無功集中補償技術及其應用。提倡大力推廣低壓無功補償, 以達到節能降耗的目的。

　　關鍵詞: 低壓無功補償;節能

　　1. 前言

　　眾所周知，由于我國人均能源資源短缺(尤其是油、氣、水)，環境容量(亦是資源)有限，西部生態脆弱，這個問題尤為嚴重，它將極大的制約我國的可持續發展以及為中華民族子孫萬代生生息息留有生存空間。近年來，我國GDP每年以10%的速度發展，能源消耗急驟增加，環境、生態日益惡化。這種對自然無序的、掠奪性索取的發展模式已難以為繼，實際上已造成當前十分嚴重的、不可逆轉的后果，大自然的懲罰已經不斷地凸現出來，并還要繼續加重。在這樣的嚴峻形勢下，中央高度重視節能減排工作，出臺了一系列重大政策措施，2007年5月23日，國務院又印發《節能減排綜合性工作方案》，對節能減排工作進行了全面部署，提出了新的要求。 為此我們針對在工程應用中的無功補償進行淺析，優化設計，達到節能減排的目的。

　　2.理論分析

　　交流異步電動機應用廣泛, 所需無功功率最大, 未經補償的綜合負荷的自然功率因數為0.6~0.9,異步電動機比例較高的負荷的功率因數為0.6。低壓用戶點多量廣、比較分散,很多異步電動機都未裝設無功補償裝置, 低壓電網功率因數較低, 線路損耗及變壓器損耗比較大。針對目前對低壓電網的無功補償不重視的現狀, 本文大力提倡推廣異步電動機無功就地補償及低壓電網無功集中補償, 以達到較明顯的節能降耗效果。低壓補償無功功率, 可采用并聯電容器的方法, 可分散裝設或集中使用, 能做到就地補償無功功率以降低電網的電能損耗。電容本身并不節電, 但電容電流可抵消電感電流, 從而減少輸配電線路中流動的電流, 從而減少電流引起的損耗及電壓降。

　　總之, 功率因數提高, 可減少輸電線路和變壓器電能損耗。

　　采用并聯電容器作無功補償,為了盡量減少線損和電壓損失, 宜就地平衡, 盡量減少無功功率的長距離、跨電壓級的傳送。即低壓部分的無功宜由低壓電容器補償, 高壓部分的無功宜由高壓電容器補償。對容量較大、負荷平穩經常使用的用電設備的無功功率, 宜就地補償。補償基本無功的電容器組宜在配變電所內集中補償, 居民的無功負荷宜在小區變電所低壓側集中補償。

　　下面先重點談異步電動機的無功補償。GB12497- 90《三相異步電動機經濟運行》第7.6 條規定: 50KW 以上的電動機應進行功率因數就地補償。本人認為50KW 以下電動機如有條件也可進行功率因數就地補償。電動機容量雖小, 但數量多, 電容器補償無功率及節能降耗也是可觀的。采用電容器就地補償電動機無功功率, 電容器直接并聯在電動機上, 切斷電源后, 電動機在慣性作用下繼續運行, 此時電容器的放電電流成為勵磁電流,如果電容過補償,就可使電動機的磁場得到自勵而產生電壓,因此電容的補償容量一般不應大于電機的空載無功容量。

　　下面講一下異步電動機并聯電容就地補償應用中應注意的一些問題:

　　1. 接到電動機的電容器容量, 不應超過為提高電動機空載功率因數到0.9 所需的數值。

　　2 .當電容器補償容量過大,會引起電網電壓升高,并會導致電容器損壞,工頻長期過電壓不應超過電容器額定電壓的1.1 倍。

　　3.對電動機進行就地補償時, 首先應選用長期連續運行且容量較大的電動機配用電容器, 對于可能產生過電壓和超轉矩的情況下, 可采用電動機視在功率50%的電容器。

　　4.三相低壓異步電動機就地無功補償電容器, 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, 有自愈性, 價格低, 考慮到鄉鎮電網電壓波動較大, 后半夜電壓稍高, 加上無功補償后, 電壓要相應提高一點, 電容器的額定電壓選用常規的400V 產品。

　　5.電動機仍在繼續運轉并產生相當大的反電動勢時, 不應再起動。

　　6.不應采用星一三角形起動器。

　　7.對吊車、電梯等機械負載可能驅動電動機的用電設備,在重物下降時,為避免過電壓, 不采用電容器單獨就地補償。

　　對于補償基本無功及常年穩定無功和投切次數少的高壓電容器組, 宜采用手動投切; 為避免過補償或輕載時電壓過高, 易造成設備損壞的, 宜采用自動投切.高、低壓補償效果相同時, 宜采用低壓自動補償裝置.無功自動補償的以節能為主調節時, 采用無功功率參數來調節。

　　集中補償的電容容量計計算為:Qc = P( tgφ1 - tgφ2) , 其中,p 為有功功率, tgφ1 、tgφ2 是補償前后功率因數角的正切值。

　　低壓母線上裝設自動投切的并聯電容器主要用來補償變壓器本身及以上輸電線路的功率損耗, 而在配線路上產生的損耗并沒有減少, 此補償不宜過大, 否則變壓器輕載或空載運行時, 將造成過補償, 補償容量應為變壓器額定容量的30%～40%。

　　下面看某廠加裝無功補償后的節能實例。

　　某廠加裝300kvar 低壓自動補償柜, 補償前功率因數小于0.75, 線路電流1253A, 自動補償到功率因數為0.93 后的電流為1014A, 直觀減少線路電流25%左右.理論和實踐都證明無功補償可減少電能損耗、節省電費。

　　為了在運行中調節無功補償的大小, 可將電容器連接成若干組, 根據負荷的變化分組投入式切除. 可用專門投切電容器組的接觸器頻繁操作來投入或切除.可控硅投切電容器型補償裝置, 可以實現無功補償功率的連續調節.

　　自動投切裝置能根據無功負荷的變化自動投切電容器組, 使功率因數保持在0.92 以上且不過補償.

　　3.小結

　　在配電網中, 若各用戶低壓側配置了足夠的無功補償裝置, 則可使配電線路中的無功電流最小, 也使配電線路的有功功率損耗最小, 這是最理想的效果.配電網中的用戶端實現無功就地補償是合理的無功補償方式, 大力推廣應用自動控制裝置提高線路功率因數, 達到動態的管理, 這是理想的節能降耗方法.

　　我國現行《功率因數調整電費辦法》只對100KVA 及以上的用戶的功率因數標準作了規定,并執行功率因數調整電費,而對100KVA 以下用戶的功率因數沒有規定,這些用戶大多沒有安裝無功補償設備,在設計中亦不考慮無功補償.因此為節能降耗,可大力推廣低壓無功集中補償,特別是重點推廣異步電動機就地無功補償,可以取得較顯著經濟效益。