无功补偿在工厂供电中的应用

无功补偿在工厂供电中的应用

任海军郝江景

任海军郝江景

（山西平阳重工机械有限责任公司山西省侯马市043012）

摘要：提高工厂供电中各相关部分的功率因数，以充分利用设备的容量，增强输电能力，减少功率损耗和电能损耗，实现电能的节约及供电质量的提高意义深远。文章从无功补偿的原理出发，介绍了无功补偿技术在工厂供电系统的应用及其注意事项，有一定借鉴意义。

关键词：无功补偿；供电系统；功率因数

一、无功补偿技术简要分析

无功补偿技术属于电网输出功率的一部分，由于无功补偿技术在电网中不消耗电能，而是将电能转换为另一种形式的能量，从而促使电气设备全面工作，为了促使电气设备能够长期的工作，这种被转换后的能在电网与电能之间进行周期性转换，可见该种能在电网中的应用是非常有必要的。目前，工业生产技术更新换代速度越来越快，工业生产的速度也不断提高，因而企业对供电系统的要求越来越高，为了减少企业用电的损耗量，工业中广泛运用无功补偿技术，能够对企业节能起到非常有效的环保作用。与此同时，电力系统的工作人员还要全面掌握供电系统的功率参数，对电能的利用情况进行合理的评价分析，以此确保供电系统设备的平稳运行。

无功补偿技术是企业用电系统中必备的技术，它的产生过程也比较复杂，由于电网系统运行产生的功率分为有功功率和无功功率两部分，有功功率能够直接消耗电能，并能将电能转换为机械能、热能、化学能等，而无功功率则不消耗电能，只是将电能转换为另一种形式的能，而这种能只是作为电气设备作功的必备条件，实际无功补偿技术也可以是一种能量的交换和补偿。

二、供电系统的无功补偿技术工作原理及优点

2.1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。

2.2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。

三、工厂供电中的无功补偿技术具体应用

3.1采用电力容器实施无功补偿

由于无功补偿技术是工厂企业发展运用过程必备的技术，但为了该技术能够长期有效的发展，工厂中最常用的无功补偿技术是利用电容器来实施，即为静电电容器和移相电容器。如果将该装备运用于工厂线路静电电容器装置中，能够降低线路中的无功电流。运用无功补偿方式主要源于低压分组补偿，该种方式主要是在车间变配室中运用，能够对变配室中的总电量进行减少，从而有效的提高了电容器的使用效率。但由于在实施低压分组补偿时，在工厂的车间的变压功率有所降低，并且在使用无功补偿时要利用低压线路中的无功电流，因而要实施无功补偿技术设备的安装，从而提升无功补偿效果。

在实施个别补偿时，由于要选择需要无功补偿的对象，因而在选择方面比较重要，由于工厂中的用电具有非常严格的要求，因而在利用个别补偿时，一般在电容器安装位置的选择方面不能太随意，要全面考虑电力装置的输出和逆行电动机，从而利用电容器补偿时要在电容量方面有精确的选择，以免出现过量补偿的现象。当然，在实施无功补偿时还可以采用动态补偿方式，由于应用动态补偿方式是无功补偿技术运用过程中最核心的内容之一，因而相关的工作人员在确保应用动态补偿技术合理运行期间还要注重发挥各种补偿方式的优势，并对投切的范围适当的拓宽，从而让无功补偿技术能够最大化的发挥其作用，也让无功补偿技术的效果越来越可靠。

3.2工厂供电中无功补偿技术中提高自然功率因数

在无功补偿技术发展过程中，首先要选择合理的电动机，主要为了提高设备的功率而实施的，因而电动机的规格、型号和容量等都需要全面接近运行状态。如果实施无功补偿操作的工厂环境条件存在较大的差异性，需要对电气的指标和机械性能全面注意，从而避免在无功补偿时选择运用封闭式电动机。如果电动机的负荷比较低，那么需要选择容量较小的电动机，才能在提高自然功率因数时有较好的效果。其次要选择合理的变压器。由于在工厂整个供电系统中，变压器消耗的无功功率因数占全部无功功率的百分之二十五左右，而处于载空状态下的变压器无功功率占全部无功功率因数的百分之八十以上，因而在工厂实施无功补偿时要根据实际情况改善功率因数，并将变压器的耗能进一步降低，从而确保变压器在工作中能够最优。

四、无功补偿注意事项

4.1谐波的有效抑制。电容器虽能抗谐波，但也有放大谐波的副作用，因此需对谐波进行有效抑制，具体措施如下：（1）将易受谐波侵害的补偿电容器串接抑波电抗器；（2）在换流装置附近接入滤波器；（3）在母线Pr上设置微电脑消谐装置；（4）提高变流器的供电电压及脉动数，减少低次谐波，将多台变流器接于一段母线上。

4.2并联电容器接线方式。并联电容器分两大类，三角形及星形，前者又分单三角形、及双三角形，后者分单星形及双星形。同样三个单相电容器，采用三角形接线的容量为星形接线的容量的3倍，因此以往工厂中以三角形接法最为普遍。但另一方面，高压电容器三角形接法具有一定的安全隐患，因此国家规定新（扩）建高压电容器组不再采用三角形接线，对于有些低压三相并联电容器内部已接成三角形属正常接线方式。

4.3无功倒送问题。无功倒送势必造成配电网损耗的增加，加重输电线路的负担，对工厂采用固定电容器补偿的用户，负荷在低谷时往往产生无功倒送问题，对此可采用电容自动补偿装置或部分投入电容器。

4.4运行维护问题。若供电系统电压过低或功率因数过低时，则应投入并联电容器，值班员应在并联电容器组正常运行中对电压、电流及室温等进行定期检视其，并检查其外部是否有外壳膨胀及漏喷油等现象，有无放电声响或放电痕迹，接头是否存在发热现象，放电设备是否完好，指示灯是否指示正常等。若发生以下任一情况，即：电容器爆炸；套管闪络放电；接头严重过热；电容器严重喷油或燃烧；环境温度超过40℃；变配电所母线电压超过电容器额定电压的1.1倍等，必须立即切除电容器。

结束语

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。

参考文献：

[1]王涛.工厂供电中的无功补偿技术分析[J].科技展望，2015（15）：97.

[2]王剑，张丹丹.工厂供电系统无功补偿技术及问题分析[J].科技创新导报，2014（05）：33.

[3]刘彬.无功补偿技术在电气自动化中的应用分析[J].中国新技术新产品，2016（07）：16.