无功补偿技术在工厂供电系统中的探讨

【摘 要】无功补偿技术的使用可以减少无功功率在工厂电网中的流动，降低线路和变压器因为输送尢功功率而造成电能损失；安装无功补偿设备可以有效的降低工厂电力网的损耗。另外，无功补偿可以提高功率因数，相对其他节能措施而言，是收效快、投资少的降损节能措施，可以使电力系统少送无功功率，多送有功功率，而且可以在电力系统无功功率不足时，迅速提供无功功率。

【关键词】供电系统；无功补偿技术；节能；

随着社会的发展，工厂的机械设备在工业化趋势下使用越来越多，用电量也随之增加。虽然我国工业用电占全国发电量总额的70%，但电能的损耗却占据整个工厂电能消耗的20%-30%，电能的损耗加大工厂的生产成本。减少工厂生产成本，重视工厂电能节约，提高电量的利用率，有利于工厂在激烈的市场竞争中立足。无功补偿技术的作用就是降低供电系统损耗，减少工厂生产成本。

1供电系统的无功补偿技术概况

1.1无功补偿的工作原理

供电功率可以分为有功功率和无功功率两种。这里主要讲无功功率。无功功率适用于下属用电和配电变压器的无功功率补偿，因为无功功率不能进行远距离的传输。无功补偿通过在供电系统中安装无功补偿装置的方式实现，配电变压器与电路中的用电设备与无功补偿设备相互抵消无功功率，提高功率因数，从而达到从整体上减少无功功率，提高供电用电率的目的。

无功补偿的工作原理是容性功率负荷与感性功率负荷装置连接在同一电路，两种不同负荷的能量相互交换后，容性负荷输出的无功功率补偿感性负荷需要的无功功率。

1.2无功补偿技术的优点

在工厂中采用无功补偿技术可以为工厂带来多种效益；

首先，无功补偿可以保证电网中的电压质量，减少电压波动的情况，提高工厂电压的稳定性，最终保障工厂各项生产正常运转，减少由于电压不稳定造成的经济损失。

其次，工厂的电能质量通过工厂电网的无功补偿设备将得到改善，节约电能，减少电能在变压器和线路中的损耗，通过无功补偿，提高了功率因数，使得工厂变压器的供电能力得到加强，提高了电动机的负载率；

再次，无功补偿措施可以节约各种有色金属的使用，尤其是铅的使用。因为通过无功补偿措施，导线的截面积可以做到最小，从而降低接触端的热量，进而延长用电设备的使用寿命；

最后，工厂功率因数在无功补偿技术的使用后，可以为工厂企业节省大量的电费，减少工厂生产运营成本，增加竞争力。

2 工厂供电系统的无功补偿技术

现阶段提高工厂供电质量的方法可以分为提高自然功率因数和使用无功补偿技术提高功率因数两大类。其中自然功率因数的提高，与用电设备的负荷性质相关，工厂可以通过使用无压运行的电磁开关或者合理安排生产工艺流程的方式来改善电气设备的运行情况，另外，要尽阜=避免变压器长期进行低负荷运作或空载运转。相比提高自然功率因数来提高供电质量，无功补偿技术的使用在技术和实际应用上使用更加广泛，下文注重介绍工厂供电系统的无功补偿技术应用。

2.1工厂供电系统的无功补偿技术应用

工厂企业中的电力系统功率因数有着十分重要的作用，通过无功补偿技术可以提高工厂企业的供电系统功率因数，降低电能和功率的损耗，加强线路运输能力，用电设备容量也可以得到充分的利用，不仅节约能源，而且节省了工厂的生产运作成本。我国无功补偿技术普遍是根据配电网络和用户的实际情况采取低压集中补偿、变电所集中补偿、用户终端分散补偿以及杆上无功补偿等方式进行 工厂使用无功补偿技术之后，通过提高功率因数，来减低电流在变压器以及线路中的损耗（参见表一）。

表一 容量为400KVA的变压器投入补偿器前后数据对照表

功率因数

A相电流

B相电流

C相电流

投用前

0.78

590A

592A

591A

投用后

0.99

510A

511A

491A

差值

0.21

80A

81A

100A

2.2使用电力电容器

电力电容器又称作移相电容器或静电电容器。其产生的变压器及超前电压容性电流与电动机产生的感性电流相补偿。为了满足线路前端电网中的无功电流降低，工厂可以在线路上安装静电电容器。

并联电容器的无功补偿方式因其经济且简单，逐渐在企业工厂中间普及，它的补偿方式一般有三种类型：

第一，低压分组补偿。通过在车间变配电母线安装电容器的方式，从而减少所需电容器的总容量，提高电容器的使用效率。同时，低压分组补偿可以自动控制，且使用的保护装置和低压开关价格较低，减少成本开支，又可以减少配电变压器和高压线中的电能损耗，降低工厂车间内的主变压器视的功率。需要注意的是，采用低压分组补偿过程中，不能减少低压线路中的无功电流。为了取得更好的补偿效果，管理人员可以将无功补偿设备设置在配电箱和低压用电设备附近，使分组补偿与个别补偿混合使用。

第二，个别补偿，又称为随即补偿。即将电动机的引出线端子与电容器直接相连，电动机与开关设备使用同套。

第三，高压集中补偿。在工厂总降压变电所低压侧为6 IOKV的母线上安装电容器。这种补偿方式既有优点也有缺点。优点是安装方便，利用率高；缺点是不能减低工厂内部配电系统的无功功率，只能减少变电所前电力系统通过的无功功率，保证本变电所的电压质量，且电容器的保护装置和开关设备价格偏高。

2.3使用同步调相机

同步调相机又称为同步补偿器，即一种同步电动机，在功率因数为0.8-0.9超前（过励磁运行状态）的状态下，向供电系统提供无功功率，相反，在欠励磁运行状态下，则会从电力系统中吸取无功功率。同步调相机明显的改善功率因数，所以适用于低速、恒速且长期连续工作容量较大的电动机。而不适用于那些小容量的高速同步电动机。此外，同步调相机有起动控制设备，结构偏复杂，维护工作量比其他补偿器要大。

2.4 无功补偿以及消除谐波装置

动态谐波以及无功补偿装置是根据工厂供电系统谐波治理和无功补偿原理开发研制出来的。这种装置除了提高供电系统的功率因数和电网的电能质量外，还能净化电网的电磁环境，保障电器设施安全可靠稳定运行，既可以节约能源又可以提高工厂的生产效率。

3 结语

无功补偿技术实用性能强，可以为工厂创造更好的经济效益。在实际运作中，无功补偿技术可以提高功率因数，增强电力输出能力，提高设备容量的充分利用率，降低电能和功率的损耗，减少工厂的生产运营成本，最终发挥提高电能利用率的作用。

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