淺談供電系統(tǒng)的功率因素和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

1、淺談供電系統(tǒng)的 功率因數(shù)與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 黔江卷煙廠始建于1975年，1983年被列入國(guó)家局計(jì)劃內(nèi)煙廠，從建廠至今，黔江卷煙廠走過(guò)了28年的歷程，先后經(jīng)過(guò)三次技術(shù)改造，現(xiàn)擁有固定資產(chǎn)11億元，年創(chuàng)利稅4億多元，在冊(cè)職工1200余人。三期技術(shù)改造后，擁有目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的配電系統(tǒng)，但是由于多次技術(shù)改造，設(shè)備裝機(jī)容量的不斷增加，供電范圍擴(kuò)大，供電系統(tǒng)雖有目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的配電系統(tǒng)，但也有建廠初期的配電設(shè)備，導(dǎo)致總的供電系統(tǒng)功率因數(shù)達(dá)不到要求，電能損耗較大。為了減少損耗，獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益的設(shè)備運(yùn)行方式。本文擬就黔江卷煙廠如何進(jìn)一步搞好設(shè)備的配套改造，加強(qiáng)設(shè)備管理，實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減少整個(gè)供電系統(tǒng)設(shè)備的

2、損耗，獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益的設(shè)備運(yùn)行方式作一點(diǎn)不夠成熟的思考。一、現(xiàn)狀及主要問(wèn)題1、基本情況：黔江卷煙廠現(xiàn)有的三個(gè)配電室：聯(lián)合工房配電室、天龍配電室、舊廠區(qū)配電室，聯(lián)合工房配電室是我國(guó)目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的供配電系統(tǒng)：天龍配電室的設(shè)計(jì)是按標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)的，是80年代最先進(jìn)的配電設(shè)備：舊廠區(qū)配電室為一臺(tái)1000KVA變壓器的配電室，由于幾經(jīng)改造，雖然設(shè)備較為先進(jìn)，但配置不盡合理，當(dāng)時(shí)由于認(rèn)為負(fù)荷不重，損耗不大，則沒(méi)有配置補(bǔ)償裝置。2、負(fù)載范圍：舊廠區(qū)配電室主要負(fù)責(zé)一臺(tái)鍋爐的供電、絲束車間的供電、天龍賓館的供電、職工宿舍15個(gè)單元300戶和20多個(gè)門面的供電，總裝機(jī)容量為1200KW。設(shè)備運(yùn)行高峰時(shí)，達(dá)到65

3、0KW。3、功率因數(shù)顯示情況：功率因數(shù)表平時(shí)顯示為0.764、主要負(fù)載：為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和照明負(fù)載，采取自動(dòng)調(diào)壓設(shè)備，保持供電電壓恒定和保障家用電器的安全用電。二、功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響分析 在供配電系統(tǒng)中，絕大部分用電都具有電感特性，它們都需要從供電系統(tǒng)吸收無(wú)功功率。當(dāng)有功功率需要量保持恒定，無(wú)功功率需要量的增大將對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生以下影響：1、總電流增加：使供電系統(tǒng)中的變壓器、斷路器、導(dǎo)線等容量要求增大。系統(tǒng)內(nèi)部的啟動(dòng)控制設(shè)備、測(cè)量?jī)x器、儀表等規(guī)格要求增大，因而投資費(fèi)用增加。2、銅損分析：在傳送同樣有功功率情況下，總電流增大，使設(shè)備及供電線路的銅損增加。在有功功率一定時(shí)，不同功率相應(yīng)的銅損百分比

4、，見(jiàn)下表。3、電壓損失：線路及變壓器的電壓損失增大，使調(diào)壓頻率增多。 各種功率因數(shù)下的銅損百分比Cos銅損百分比（%）Cos銅損百分比（%）1.01000.6 2820.91240.54050.81580.46050.72064、無(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)的影響：無(wú)功功率對(duì)供電系統(tǒng)有極不良的影響，因此，配電系統(tǒng)內(nèi)部有降低無(wú)功功率需要量的要求，以至提高功率數(shù)Cos。功率因數(shù)Cos是企業(yè)電氣設(shè)備使用狀況和利用程度的具有代表性的重要指標(biāo)。5、電費(fèi)征收情況：目前，供電部門征收電費(fèi)時(shí)，功率因數(shù)的高低是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。我區(qū)供電部門規(guī)定功率因數(shù)0.9為不獎(jiǎng)不罰的界限。當(dāng)功率因數(shù)大于0.9時(shí)不予獎(jiǎng)勵(lì)。小于0.850.

5、9則要罰款，很低時(shí)供電部門甚至可以停止供電。那么，此配電室每年用電量150萬(wàn)KW/H所交的電費(fèi)75萬(wàn)元中，就要被罰收功率因數(shù)不夠3750元左右。三、提高功率因數(shù)確保經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（一）加強(qiáng)設(shè)備管理 提高功率因數(shù) 1、合理使用異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可以用校驗(yàn)功率因數(shù)最低的饋電線路的方法找出負(fù)荷不足的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，用鉗式電流表測(cè)量或利用測(cè)繪負(fù)荷曲線的辦法確定適當(dāng)容量。用小容量的電動(dòng)機(jī)代替負(fù)荷不足的大容量電動(dòng)機(jī)，一般可使功率因數(shù)提高2025%。、 限制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行由于空載無(wú)功功率在整個(gè)無(wú)功功率的需要量上所占比重很大，限制空載運(yùn)行，是提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要措施，比如絲束車間的前紡和后紡的開(kāi)機(jī)時(shí)間需要嚴(yán)格控制，前紡

6、預(yù)熱需要24小時(shí)以上，才能正常下料，后紡要在前紡出料后才能開(kāi)機(jī)，縮短啟動(dòng)間歇時(shí)間，將空載的電動(dòng)機(jī)停下來(lái)，對(duì)減少有功及無(wú)功功率損耗，提高功率因數(shù)有很大意義。另外，使用交、直流電焊機(jī)自動(dòng)斷路裝置，不但提高了功率因數(shù)，節(jié)約了電能，而且還保證了安全操作。（二）裝設(shè)補(bǔ)償裝置 實(shí)行人工補(bǔ)償1、裝設(shè)并聯(lián)電容器。并聯(lián)電容器主要用于頻率為50Hz的電網(wǎng)中提高功率因數(shù)，作為生產(chǎn)無(wú)功功率的電源。2、電容器的電容與無(wú)功容量。電容器有容納電荷的本領(lǐng)，但不同電容器容納電負(fù)荷的本領(lǐng)是不同的。當(dāng)給電容器兩極板間帶電后，兩板間產(chǎn)生電勢(shì)差,我們把電容器的帶電量跟電勢(shì)差的比值叫電容器的電容。對(duì)于同一個(gè)電容器來(lái)講，電容值是一個(gè)恒量。

7、即： C=Q/U （1）式中 C電容器的電容，單位為法拉（F） Q電容器所帶電荷，單位為庫(kù)侖（C） U電容器兩級(jí)間的電勢(shì)差，單位為伏特（V）因?yàn)榉ɡ膯挝惶螅褂闷饋?lái)很不方便，實(shí)際使用中通常用較小的單位：微法（F）和皮法（pF）。它們間的換算關(guān)系為：1F=10F=1012pF當(dāng)給電容器兩端施以正弦交流電壓時(shí)，它發(fā)出的無(wú)功功率稱為無(wú)功容量。用如下公式表示：Q=U/Xc=2fCU （2）式中 Xc電容器的容抗（）， 即Xc=1/C=1/2fC f電源頻率（Hz）； U電源電壓（kV）； C電容器的電容（F）； Q電容器的無(wú)功（kvar例如：有一臺(tái)電容器的型號(hào)為BW0.4121，電容為239F ，

8、在頻率為50Hz的電網(wǎng)中使用時(shí)，它的實(shí)際無(wú)功容量為： Q=2fCU=2×3.14×50×239×10×（0.4×103） 12kvar按供電系統(tǒng)實(shí)用單位計(jì)算則可簡(jiǎn)化為：Q=0.314 CU=0.314×239×（0.4） 12（kvar） 3、搞好人工補(bǔ)償 提高功率因數(shù) （1）供配電部門要以人為本抓管理根據(jù)每月用電統(tǒng)計(jì)，掌握功率因數(shù)補(bǔ)償情況，用以指導(dǎo)、檢查、監(jiān)督人工補(bǔ)償，確保設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 （2）值班人員要提高認(rèn)識(shí)，端正態(tài)度，增強(qiáng)以本職工作的責(zé)任心，勤檢查、勤巡視，隨時(shí)觀察功率因數(shù)補(bǔ)償保持在0.9以上，為企業(yè)的可

9、持續(xù)發(fā)展作出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 4、并聯(lián)電容器容量和數(shù)量的選擇。要使功率因數(shù)得到提高，須選擇無(wú)功補(bǔ)償?shù)牟⒙?lián)電容器容量： Q c=aPjsqc （3）式中 qc比補(bǔ)償容量，每千瓦有功負(fù)荷需要人工補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功容量； Pjs工廠的計(jì)算有功功率； a負(fù)荷系數(shù)（取0.70.80）。 在確定了并聯(lián)電容器容量以后，根據(jù)產(chǎn)品目錄就可選擇并聯(lián)電容器的型號(hào)規(guī)格，并確定并聯(lián)電容器的數(shù)量 n=Qc / qc (4) 式中 qc單個(gè)電容量的額定容量（kvar）。由上式計(jì)算所得的數(shù)值，應(yīng)取相近偏大的整數(shù)，如果是單相電容器，還應(yīng)取為3的倍數(shù)，以便三相均衡分配。例：該配電室的負(fù)荷為1200kW，功率因數(shù)為0.76。如果需要將功率因數(shù)提高到0.9，問(wèn)需要裝設(shè)多大容量的并聯(lián)電容量？如采用BWF10.5301W型電容器，需裝設(shè)多少個(gè)？查并聯(lián)電力電容器比補(bǔ)償容器表qc=0.37因此，并聯(lián)電容量計(jì)算應(yīng)為（取a=0.75） Qc=aPjsqc =0.75×1200×0.37=333（kvar）如果采用BWF10.5301W型電容器，其數(shù)量為n=Qc/qc=333/30=11.1考慮三相均衡分配，所以決定裝設(shè)12個(gè)，每相4個(gè)。這時(shí)并聯(lián)電容器容量的實(shí)際值為： Qx=3