石化工厂供电中的功率因数补偿方法探析

摘 要：在当前石化工厂的供电过程中，功率因数的大小对变配电设备输出的有功功率有着决定性的影响，本文基于石化工厂对供电系统安全稳定高效等的用电要求，在石化工厂的供电过程中引入功率因数补偿的方法，可使石化工厂进行安全有序的生产和运营，并在此过程中达到节能的目的，进而实现了石化工厂的效益双收，促进了我国经济的更好发展。

关键词：石化工厂 供电 功率因数补偿

在石化工厂的供电系统运行过程中，合理的功率因数补偿可以提高其运行效率，因为功率因数是供电系统的重要技术参数，其大小直接影响到了变配电设备输出有功功率的能力，如果功率因数过低，会使得石化工厂的相关用电设备使用寿命大幅降低，此外，也会增加线路供电的损失，所以，对石化工厂供电中的功率因数补偿方式的探究对工厂的发展以及节能等方面都有很重要的现实意义。

一、影响功率因数的主要因素及分析

1.异步电动机对功率因数的影响

当前我国的石化工厂大部分动力负荷都来自于异步电动机，这种电动机所耗用的无功功率由两部分组成，分别是空载时的无功功率以及负载情况下的无功功率附加值，基于此，要改善异步电动机的功率因数，就应杜绝电动机的空载运行，并在此基础上提高其负载率。

2.变频器对功率因数的影响

石化工厂的变频器在工作的过程中，会产生大量的高次谐波，这会对相关的用电设备的耐压等造成一定的影响，同时，还会消耗大量的无功功率，迫使功率因数发生降低现象，也会影响到周围设备的正常运行与工作。

3.电力变压器对功率因数的影响

由于变压器的变压过程是由电磁感应来完成的，会发生无功功率的消耗，主要消耗成分是其空载无功功率，为了减少这种消耗，提高变压器的功率因数，就应避免变压器长期处于低负载运行状态或是处于空载运行状态[1]。

二、功率因数补偿的方法及分析

1.提高自然因数法

1.1在石化工厂的运用过程中，应选择恰当的电动机容量，进而减少电动机的无功消耗，避免不必要的损耗，提高其自然因数。

1.2在运用电机的过程中，对于平均负荷小于额定容量40%的轻载电动机，相关工作过人员应根据情况将其线圈改为自动转换，减少功率损耗。

1.3安排专门的工作人员管理电机的运营过程，勤检查，以避免电机或设备的空载运行，减少无谓的损耗。

1.4根据石化工厂的需要，依据容量要求，合理配置变压器。

1.5石化工厂根据生产需要，进行生产班次的合理调整，均衡工厂的用电负荷，进而提高工厂的用电负荷率，减少不必要的电能损耗。

1.6在综合分析工厂设备用电布局的基础上，改善配电线路布局，避免用电线路的迂回曲折等原因导致的功率降低。

2.人工补偿法

由于石化工厂供电系统的无功功率中变压器约占20%，感应电动机却占60%以上，除这两者之外的无功功率则为电抗器以及架空电力线路和整流设备等，所以，综合分析来看，感应电动机和和变压器才是无功功率的主要消耗设备。在进行人工补偿的过程中，主要设备有并联补偿电容器、同步调相机和同步电动机，其中，并联补偿电容器被广泛采用，因为其具有有功损耗小、投资少以及安装维护方便等优点，其补偿方式分为随机随器补偿以及线路补偿和变电所集中补偿，具体使用如下：

2.1随机补偿方式。所谓的随机补偿就是在电动机等吸取无功功率的用电设备周围安装补偿电容器，就地平衡用电设备所需的无功功率。随机补偿方式的节能效果好，但也存在一定的缺陷，就是所补偿的设备投资大、利用率低，所以综合考虑下，随机补偿方式更适于石化工厂内运营时间长的大容量用电设备，也适用于较长线路的供电情况，可有效补偿用电功率[2]。

2.2随器补偿方式。这种补偿方式是在配电变压器低压侧并联补偿电容器进行补偿功率的，其特点是补偿负载所需无功和补偿本身无功需求，在石化工厂设备的运行过程中，大多数负载是随着时间、季节变化的，在这种情形下，一般采用自动补偿和分组补偿比较好，低压负载会产生过补偿现象，电压也会随之升高，能有效降低配电线路及以上线路设备的电能损失，但也存在一定的缺点，就是对补偿点以下线路没有降低损耗的作用，石化工厂应根据设备线路分布酌情使用。

2.3线路集中补偿方式。这种补偿方式适合在多负荷点线路上的一点或若干点并联补偿电容器进行补偿。在实际运用的过程中，因为其补偿方式与补偿容量有关，在线路上取一点补偿的情况下，在线路首段布置补偿点时，因为设备此条线路的无功电流分布没有变化，这样就导致没有节能的效果，所以，只要补偿点不在首端，就会使得补偿点之前的无功电流分布发生变化，紧接着，其电能损耗也会发生变化，其范围和大小与补偿容量息息相关，据大量试验及研究表明，最有补偿点应该是在从首端起线路总长的2/3处，这个位置上并联补偿电容器进行补偿，补偿容量取全补偿的2/.3，此时的节电效率高达88%以上；如果线路分支较大或者是线路较长所导致的负载自然功率因数低，则可采用多点补偿，按前述原则，取得更高的节电效率[3]。

2.4变电所集中补偿方式。这种补偿方式的实施，是根据电压和功率因数的需要进行的补偿方式，变电所集中补偿的节能效果并没有前几种补偿方式的节能效果明显，但是也有着自身的优势和特点，就是当系统的电压过低的时候，利用这种补偿方式能改善供电的质量，所以，这种补偿方式可以作为上述几种补偿方式不可或缺的补充补偿方式，有利于功率因数的改善，减少了由发

电机提供的无功功率，有利于石化工厂供电系统及设备的良好运行和后续生产的顺利进行。

结束语：

综上所述，供电中的功率因数对于整个供电系统是一个非常重要的技术参数，基于当前石化工厂的发展需要，通过运用提高自然因数法和人工补偿法，减少了供电系统中的电压损失，减少了石化工厂机器设备用电的经济损失，提高了石化工厂生产效率，更取得了节能的效果，有利于我国经济的良性发展。

参考文献：

[1]吴密，王成刚.功率因数补偿在工厂供电中的应用[J].科技创新导报，2011，17：129.

[2]秦福祥.供电系统功率因数补偿的理论与实践探讨[C].灾备技术国家工程实验室，2011：3.

[3]冯培燕，李艳华.浅谈工厂供电系统中的功率因数及无功补偿[J]. 电工文摘，2010，04：55-57.

作者简介：

王忠全（1962年2月）男 籍贯：山东肥城 助理工程师 大专学历 研究方向：工厂供电

孙光伟（1965年1月）男 籍贯：辽宁抚顺县章档乡 助理工程师 大专学历 研究方向：工厂供电 单位全称：抚顺石化工程建设有限公司第一分公司工程科