無(wú)功功率產(chǎn)生的原因和無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x和方法以及在企業(yè)工廠的應(yīng)用

　　1 無(wú)功功率的產(chǎn)生及定義

　　交流電路中，由于感性或容性負(fù)載的存在，建立電感的磁場(chǎng)或電容的電場(chǎng)都需要電源多提供一部分不做機(jī)械工的功率，稱為無(wú)功功率。無(wú)功功率把電能裝換成另一種形式的能量，其不直接消耗電能，這也是各種電氣設(shè)備能夠做功的必要條件，并且使這種能量在電網(wǎng)中進(jìn)行周期性的轉(zhuǎn)換。電流在電容原件中做功時(shí)，電流是超前電壓90o的，在同一電路工作中，電感產(chǎn)生電流與電容產(chǎn)生電流的方向是相反的，并且相差180o。

　　2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x

　　一般大型企業(yè)采用大量用電設(shè)備，包括電感電動(dòng)機(jī)、變壓器等。供電系統(tǒng)中既包括有功功率，又包括無(wú)功功率，使發(fā)電設(shè)備和輸電設(shè)備不能充分發(fā)揮作用，并增加輸電線路的功率損耗和電壓損失，故提高用戶的功率因數(shù)有如下益處。①提高電力系統(tǒng)的供電能力；②減少網(wǎng)絡(luò)中的電壓損失，提高供電質(zhì)量；③降低網(wǎng)絡(luò)中的功率損耗。

　　3 無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>

　　為了提高功率因數(shù)，要盡可能的減少電力系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備所消耗的無(wú)功功率。特別是減少負(fù)荷，減少設(shè)備從電網(wǎng)中取用的無(wú)功功率，使電網(wǎng)在輸送有功功率時(shí)，少輸送或不輸送無(wú)功功率。

　　3.1 選擇正確電氣設(shè)備

　?、龠x擇間隔小，電阻小的電氣設(shè)備。如選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)盡量選擇鼠籠式電動(dòng)機(jī)等。

　?、谶x用設(shè)備時(shí)，盡量避免輕載運(yùn)行。如選用電動(dòng)機(jī)、變壓器時(shí)，應(yīng)盡量選擇容量合適的型號(hào)。

　　3.2 合理運(yùn)行電氣設(shè)備

　?、匐妱?dòng)機(jī)、變壓器杜絕輕載運(yùn)行。針對(duì)負(fù)荷小于40%額定功率的電動(dòng)機(jī)，在滿足其啟動(dòng)條件和穩(wěn)定工作等硬性條件下，可以更換小容量的電機(jī)，或者將電動(dòng)機(jī)接線采用星型接法。針對(duì)平均負(fù)荷小于30%的變壓器，可以更換成小容量的變壓器，或者調(diào)整參數(shù)負(fù)荷。

　?、趪?yán)格按照調(diào)度制度，合理安排生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間，控制設(shè)備空載運(yùn)行。

　　③提高設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)和檢修質(zhì)量，確保電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)作情況，符合電磁特性負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.3 人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)

　　人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)的做法是采用供應(yīng)無(wú)功功率的設(shè)備來(lái)就地補(bǔ)償用電設(shè)備所需要的無(wú)功功率，以減少線路中的無(wú)功輸送。

　　3.4 并聯(lián)電力電容器組提高功率因數(shù)

　　3.4.1 電容并聯(lián)補(bǔ)償?shù)?a href='http://wenjunhu.com/v/tag/773/' target='_blank' class='arckwlink_none'>工作原理

　　在國(guó)內(nèi)的大型企業(yè)中，大部分是電感性和電阻性的負(fù)載。因此總的電流ì將滯后電壓一個(gè)角度Φ。如果裝設(shè)電容器，并與負(fù)載并聯(lián)，則電容器的電流ìc將抵消一部分電感電流ìl，從而使無(wú)功電流ìl 減小到ìl＇，總的電流ì減少到ì＇，功率因數(shù)則由cosΦ提高到cosΦ＇，如果電容器容量選擇得當(dāng)，可使Φ減少到0而cosΦ提高到1，這就是并聯(lián)補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟怼?/p>

　　3.4.2無(wú)功補(bǔ)償區(qū)

　　在供電系統(tǒng)中為提高功率因數(shù)，通常采用將電力電容器組并聯(lián)或者運(yùn)用其他無(wú)功補(bǔ)償裝置。這樣就需要考慮電力電容器組裝設(shè)的地點(diǎn)，不同的裝設(shè)地點(diǎn)，得到的無(wú)功補(bǔ)償區(qū)及其取得的補(bǔ)償效益是不同的。對(duì)于用戶供電系統(tǒng)，電力電容器組的設(shè)置有高壓集中補(bǔ)償、低壓成組補(bǔ)償和就地補(bǔ)償三種方式。

　?、俑邏杭醒a(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn)：采用高壓集中補(bǔ)償?shù)某跗冢顿Y要求較低。6~10KV母線上產(chǎn)生的無(wú)功功率其曲線變化比較平穩(wěn)，便于運(yùn)行管理和調(diào)節(jié)，而且利用率高，可提高企業(yè)供電系統(tǒng)的變壓器的負(fù)荷能力。 缺點(diǎn)：高壓集中補(bǔ)償方式對(duì)環(huán)境要求高，需要設(shè)有專門的電容器室，并且通風(fēng)好，室內(nèi)溫度適宜，并要求有可靠的放電設(shè)備。但是其經(jīng)濟(jì)效果較差，因?yàn)橹荒苎a(bǔ)償6~10KV電源方向上產(chǎn)生的無(wú)功功率和所有向該母線供電的線路上的無(wú)功功率，而對(duì)于負(fù)荷方向的電網(wǎng)并沒(méi)有無(wú)功補(bǔ)償效果。高壓集中補(bǔ)償雖然對(duì)本企業(yè)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益較差，但從整體上完善了地區(qū)電網(wǎng)，提高了區(qū)域大電網(wǎng)的功率因數(shù)，所以至今仍是城市及大中型工礦企業(yè)采用的主要無(wú)功補(bǔ)償方式。

　?、诘蛪撼山M補(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償區(qū)域大于高壓集中補(bǔ)償區(qū)域，使用用戶能夠獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。而且投資小，通常安裝在低壓配電室，平時(shí)運(yùn)行維護(hù)和管理方便安全。

　　③分散就地補(bǔ)償方式。優(yōu)點(diǎn)：這種方式是將電容組分別裝設(shè)在各組用電設(shè)備上，或安裝在單獨(dú)的大容器電動(dòng)機(jī)處。與用電設(shè)備要同時(shí)啟用，同時(shí)運(yùn)行，但不能共用一套控制系統(tǒng)。

　　4 某廠現(xiàn)有的無(wú)功補(bǔ)償措施及建議

　　4.1 某廠現(xiàn)在采用的是高壓集中補(bǔ)償和低壓組成組補(bǔ)償

　　從效果來(lái)看，高壓集中補(bǔ)償采用了高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，可根據(jù)控制器對(duì)系統(tǒng)無(wú)功的采樣，自動(dòng)分組投切電容器組，使月平均功率因數(shù)穩(wěn)定在0.95以上，無(wú)功自動(dòng)投切成套裝置每套容量為2200kVar，每組容量分別為450kVar、750kVar、1000kVar，可實(shí)現(xiàn)459、750、1000、1200、1450、1750、2000kVar，七級(jí)投切?？蓪?shí)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)電壓、電流、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)。可在后臺(tái)控制計(jì)算機(jī)顯示電容器投切及切除情況，引入控制信號(hào)于接點(diǎn)電容器進(jìn)行投切控制。在外部故障或停電時(shí)自動(dòng)退出，送點(diǎn)后自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行。

　　低壓成組補(bǔ)償采用安科瑞ANSVC低壓無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，適用于頻率50Hz電壓0.4kV電網(wǎng)的無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償，它集無(wú)功補(bǔ)償、電網(wǎng)監(jiān)測(cè)于一體，不但可以通過(guò)投切電容器組來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)中的無(wú)功損耗，提高功率因數(shù)，降低線損，從而提高電網(wǎng)的負(fù)載能力和供電質(zhì)量，同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的三相電壓、電流、功率因數(shù)等電量參數(shù)。