大力推广无功功率就地补偿技术的应用

摘要：文章通过实例计算、分析论证了无功功率就地（末端）补偿技术的先进性，希望能早日得到推广应用。

关键词：节能减排无功功率就地（末端）补偿

1．概述

在中小型工厂企业中，绝大部分用电设备是三相异步电动机，是感性负载，需要从电力系统中吸收无功功率，当有功功率需要量保持恒定时，无功功率需要量的增大将引起以下极不良的影响：

 电流的增大，使电力系统中的元件，如变压器、电器开关设备的容量和导线截面增大；

 电流的增大，使设备及供电线路的能量损耗大大地增加；

因此，工厂企业内部要消除以上不良影响，就要降低无功功率需要量，即提高功率因数。一般中小型工厂企业降低无功功率需要量，提高功率因数的主要方法是：采用人工电力电容器补偿。

2．就地补偿技术优势明显、可产生巨大的效益

下面以某万吨纸厂的打浆工段作为分析计算的依据，对低压集中补偿与就地补偿进行比较，以点带面可以分析计算出一个造纸厂的节能情况。为了避免繁琐，将计算过程略去，只列出结果。

2.1无功补偿一次投资比较

低压侧集中补偿容量与投资：按要求功率因数需补偿到cosФ2=0.95、tgФ2=0.329，

补偿容量为：QC=αP30(tgФ1-tgФ2)=191 kvar（α为年平均有功负荷系数，取0.75；P30为计算负荷，经计算为512 kW；经计算自然功率因数cosФ1=0.771、tgФ1=0.773）

根据补偿容量为191 kvar，集中补偿需选用一块主屏和一块辅屏，投资约为2.6万元。

此式与集中补偿相差一个系数α,这是因为集中补偿相互间可利用，而就地补偿则为一对一的补偿，即此系数为1，即就地补偿容量大于集中补偿容量。

总补偿容量为:QC=∑QC(i)=266 kvar

就地补偿电容器参考价为：60元/ kvar，投资为1.596万元。

采用就地补偿后，本车间无功补偿一次投资可节约2.6-1.596=1.004万元。

2.2 线路电流比较

下面对就地补偿前后各设备的额定电流I、I’和计算电流I30、I30’进行比较。采用就地补偿后，各设备的额定功率不变，但无功功率得到了补偿，即无功功率减少了，所以流进设备线路的额定电流、计算电流就减少了。

补偿前：I--由手册直接查出；补偿后：I’=S’/ Ueη

补偿前：I30=S30/ Ue； 补偿后：I30’= S30’/ Ue

线路电流的减少量在9.4%~23.3%之间。

2.3 线路投资比较

由线路电流比较可知补偿后各设备的额定电流和计算电流都得到了不同程度的减少，因此可降低导线截面，从而线路投资可得到降低。

2.4 功率及能量损耗的比较

在线路规格不变的情况下，由于线路电流的减少，线路的功率损耗和能量损耗也会相应减少。

功率损耗：下面只比较补偿前后线路功率损耗之差：

ΔP=Δp-Δp’=3I302R -3I30’2R

（Δp、Δp’--补偿前后线路功率损耗, I30、I30’--线路补偿前后的计算电流， R=R0•L --线路电阻，R0--线路的单位电阻，由手册查得）

各线路补偿后功率损耗的减少量计算结果分别见图2-1。

ΔP1L=0.456 kW；ΔP2L=0.303 kW

总功率损耗的减少量为：ΣΔPi=2.342 kW

能量损耗：纸厂一般每天生产24小时、每年生产约330天，则每年可节约电能：W=ΣΔP•t=2.342X24X330=18549kWh

电费按0.6元/ kWh计，则每年可节约的电费为：

18549X0.6=11129元

2.5 全厂估算

下面用单位功率法来进行全厂的粗略估算，某万吨纸厂的总装机容量为4684/933kW(使用/备用)，而打浆工段装机容量为640.2/115kW(使用/备用)：

（1）无功补偿一次投资：备用设备也需要安装补偿装置，估算时应采用系数②，所以采用就地补偿后全厂可节约线路一次投资为：7.44 X1.004=7.47万元。

（2）线路一次投资：备用设备也需要线路投资，估算时应采用系数②，所以采用就地补偿后全厂可节约线路一次投资为：7.44X2.7488=20.451万元。

（3）节约电费：备用设备正常时不投入，估算时应采用系数①，所以采用就地补偿后在线路不变的情况下，全厂可节约电费：

7.32X11129=81464元=8.15万元。

3．结论

从上面的分析、计算、比较可得出以下结论,采用就地补偿后,可产生巨大的社会效益和企业效益,一个万吨纸厂：

(1)无功补偿一次投资可节约7.47万元

(2)线路一次投资节约20.451万元；

(3)在线路不变的情况下、运行费用可得到降低，每年可节约电费8.15万元；

(4) 在线路不变的情况下、节约电能效果显著，每年可节约电能约13.58万度电；

(5)由于电流的减小，使线路截面，开关、设备、变压器等的容量得到降低，节约了有色金属消耗量；

(6)由于电流的减小，增大了设备、线路的供电能力；延长了设备、线路的使用寿命；

(7)由于电流的减小，降低了电压损失，提高了供电质量；

(8)无功补偿无需在变电所占用位置，也可节约部分土建投资。

(9)节能减排、较少污染、保护环境、造福人类。