|
一、對(duì)功率因數(shù)的理解： 功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)，如白熾燈、電阻爐等純電阻性負(fù)荷的功率因數(shù)為1，具有電感性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于1。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要的技術(shù)數(shù)據(jù)，是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個(gè)系數(shù)，功率因數(shù)低，說(shuō)明電路用于交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的無(wú)功功率大，從而降低了設(shè)備的利用率，增加了線路供電損失，因此供電部門(mén)對(duì)電力用戶的功率因數(shù)都有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求和獎(jiǎng)罰標(biāo)準(zhǔn)。 功率因數(shù)低的根本原因是電感性負(fù)載的存在，例如：生產(chǎn)中最常見(jiàn)的交流異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的功率因數(shù)一般為0.7-0.9，如果在輕載時(shí)其功率因數(shù)就更低。其它設(shè)備如工頻爐、電焊變壓器以及日光燈等，功率因數(shù)也都較低。從功率三角形及其相互關(guān)系式中不難看出，在視在功率不變的情況下，功率因數(shù)越低，有功功率就越小，無(wú)功功率越大。例如容量1000KVA變壓器，如果cosφ=1時(shí)，理想狀態(tài)下能供出1000kW的有功功率，而在cosφ=0.7時(shí)，則只能供出700kW的有功功率。功率因數(shù)低不但降低了供電設(shè)備的有效輸出，而且加大了供電設(shè)備以及線路中的損耗。 功率因數(shù)既然表示了總功率中有功功率所占的比例，因此在任何情況下功率因數(shù)都不可能大于1。由功率三角形可見(jiàn)，當(dāng)φ=0°即交流電路中電壓與電流同相位時(shí)，有功功率=視在功率。這時(shí)cosφ=1，最大，只有電路中負(fù)載為純阻性負(fù)載，或電路中感抗與容抗相等時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)的情況。 感性電路中電流相位總是滯后于電壓，此時(shí)，0°<φ <90°,此時(shí)稱電路中有滯后的cosφ。 容性電路中電流的相位總是超前于電壓，這時(shí)-90°<φ <0°，稱電路中有超前的cosφ。負(fù)載呈容性，一般可能是過(guò)補(bǔ)償，正常負(fù)載少見(jiàn)容性的。功率因數(shù)超前，通常會(huì)使電網(wǎng)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，容易產(chǎn)生震蕩，造成電網(wǎng)故障，因此，供電公司對(duì)于功率因數(shù)超前是不允許的，同樣要處罰電力用戶。 我們常見(jiàn)的負(fù)載如電動(dòng)機(jī)、變壓器、日光燈以及電爐等，大多屬于電感性負(fù)載，這些電感性設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中不僅需要向電力系統(tǒng)吸收有功功率，還同時(shí)吸收無(wú)功功率，因此，電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器來(lái)提供無(wú)功功率，用于彌補(bǔ)感性負(fù)載所消耗的無(wú)功功率，減少了電網(wǎng)電源側(cè)向感性負(fù)載提供及由線路輸送無(wú)功功率。由于減少了無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低輸配電線路中變壓器及母線因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗，這就是無(wú)功補(bǔ)償?shù)男б妗?br/>二、提高功率因數(shù)的意義 供電部門(mén)為了提高成本效益以及保證電網(wǎng)安全角度出發(fā)要求電力用戶提高功率因數(shù)，提高功率因數(shù)對(duì)我們電力用戶同樣具有重要意義。 供電公司對(duì)功率因數(shù)獎(jiǎng)罰標(biāo)準(zhǔn):功率因數(shù)0.9不獎(jiǎng)不罰，每提高0.01，按0.15%遞增獎(jiǎng)勵(lì)，0.95-1封頂0.75%。低于0.9時(shí)，每降低0.01按0.5%遞增增收電費(fèi)，下不封底。 1.通過(guò)改善功率因數(shù)，減少了線路中總電流，供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備數(shù)量可以減少、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線容量也不必選的那么大，因此不但減少了投資費(fèi)用，而且降低了本身電能的損耗。 2.良好的功率因數(shù)，減少了供電系統(tǒng)中的電壓損失，可以使負(fù)載電壓更穩(wěn)定，改善了電能質(zhì)量，提高了設(shè)備運(yùn)行安全性。 3.可以增加現(xiàn)有供電系統(tǒng)的裕度，挖掘出了發(fā)、供電設(shè)備的潛力。如果系統(tǒng)功率因數(shù)低，那么在既有設(shè)備容量不變的情況下，安裝無(wú)功補(bǔ)償電容器后，可以提高功率因數(shù)，增加了帶負(fù)載的容量。 4.減少了電力用戶的電費(fèi)支出，功率因數(shù)的提高獲得供電公司給予電費(fèi)優(yōu)惠獎(jiǎng)勵(lì)。 凡事有利就有弊，有些電力電子設(shè)備如整流器、變頻器、開(kāi)關(guān)電源等，可飽和設(shè)備如變壓器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等，電弧設(shè)備及電光源設(shè)備如電弧爐、日光燈等，這些設(shè)備均是主要的諧波源，運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生大量的諧波，諧波對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器等所有連接于電網(wǎng)的電器設(shè)備都有大小不等的危害，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生諧波附加損耗，使得設(shè)備過(guò)載過(guò)熱以及諧波過(guò)電壓加速設(shè)備的絕緣老化等。 而用于提高功率因數(shù)并聯(lián)到線路上進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜鲗?duì)諧波會(huì)有放大作用，使得系統(tǒng)電壓及電流的畸變更加嚴(yán)重。另外，諧波電流疊加在電容器的基波電流上，會(huì)使電容器的電流有效值增加，造成溫度升高，減少電容器的使用壽命。 諧波電流使變壓器的銅損耗增加，引起局部過(guò)熱、振動(dòng)、噪音增大、繞組附加發(fā)熱等。 諧波污染也會(huì)增加電纜等輸電線路的損耗。而且諧波污染對(duì)通訊質(zhì)量有影響。當(dāng)電流諧波分量較高時(shí)，可能會(huì)引起過(guò)電壓保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)裝置的誤動(dòng)作。 因此，在設(shè)計(jì)改善系統(tǒng)功率因數(shù)配置無(wú)功補(bǔ)償裝備時(shí)，還需考慮系統(tǒng)諧波含量問(wèn)題，如果諧波嚴(yán)重，除了電容器端需要串聯(lián)適宜的調(diào)諧電抗外，并需針對(duì)負(fù)載特性設(shè)計(jì)加裝諧波改善裝置。 三、提高功率因數(shù)的途徑 1.提高自然功率因數(shù);自然功率因數(shù)是在沒(méi)有任何補(bǔ)償情況下用電設(shè)備的功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)的方法:合理選擇異步電機(jī);避免變壓器空載運(yùn)行;合理安排和調(diào)整工藝流程，改善機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況;在生產(chǎn)工藝允許條件下，采用同步電動(dòng)機(jī)代替異步電動(dòng)機(jī)。 2.安裝無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行人工補(bǔ)償，電力用戶常用的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備是電力電容器。 四、東北制藥目前在企業(yè)內(nèi)電網(wǎng)功率因數(shù)管理方面的做法 目前我們主要采取靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)調(diào)整系統(tǒng)功率因數(shù)。按照電壓等級(jí)梯次配置，優(yōu)先就地補(bǔ)償，首先在各個(gè)靠近負(fù)荷側(cè)的分配電室布置無(wú)功補(bǔ)償裝置，在主配電室也布置低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)充，針對(duì)10kV高壓電機(jī)的廣泛應(yīng)用，為調(diào)整10kV系統(tǒng)的功率因數(shù)，我們?cè)?0kV開(kāi)閉站也布置了高壓無(wú)功補(bǔ)償裝置，細(xì)河廠區(qū)VC開(kāi)閉站采取SVG+FC動(dòng)靜補(bǔ)償模式，通過(guò)供電自動(dòng)化平臺(tái)，我們可以對(duì)細(xì)河廠區(qū)各個(gè)供電區(qū)域的功率因數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且每小時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)采集一次，以方便及時(shí)對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行記錄調(diào)整分析,對(duì)功率因數(shù)的調(diào)整起到了很好的效果。 供電系統(tǒng)管理上歸口我們301分廠，供電安全、供電質(zhì)量、供電設(shè)施維護(hù)具體由我們301分廠三個(gè)廠區(qū)三個(gè)供電工段負(fù)責(zé)。其中功率因數(shù)指標(biāo)是我們考核工段的一個(gè)重要指標(biāo)，也是班組賽馬的重要考核指標(biāo)。目前，各廠區(qū)功率因數(shù)控制在0.95以上，沒(méi)有過(guò)補(bǔ)現(xiàn)象。同時(shí)，我們根據(jù)負(fù)荷變化，隨時(shí)調(diào)整組網(wǎng)變壓器并列運(yùn)行臺(tái)數(shù)，避免變壓器低負(fù)荷運(yùn)行。 我們老廠區(qū)都采取手動(dòng)投切無(wú)功補(bǔ)償裝備，沒(méi)有調(diào)諧電抗器，還有一部分我們自己動(dòng)手仿制的低壓無(wú)功補(bǔ)償裝備在運(yùn)行。張士廠區(qū)手自一體低壓無(wú)功補(bǔ)償裝備，受其白天負(fù)荷高，夜晚負(fù)荷低，負(fù)荷變化大的影響，從供電安全角度考慮，選擇手動(dòng)投切，動(dòng)力中心變選擇自動(dòng)投切。細(xì)河新廠區(qū)采取自動(dòng)補(bǔ)償方式。2018年我們通過(guò)合理控制功率因數(shù)獲得供電公司減免電費(fèi)獎(jiǎng)勵(lì)累計(jì)達(dá)到66萬(wàn)余元。 總之，提高功率因數(shù)對(duì)國(guó)家的能源利用、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益都是有益的, 是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)損耗以及安全運(yùn)行所不可缺少的條件 ，因此我們還要挖掘潛能，我們還有提高的空間，要持續(xù)抓好對(duì)企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)功率因數(shù)的管理，提高電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量的同時(shí)，追求企業(yè)利益最大化。 |
|
|
