论电容补偿在大型电厂中的应用

刘云++李欢欢

摘 要：针对电厂中应用最多的三相异步电机存在功率因数过低的问题进行研究，并在对问题探究、分析的基础上，找出相应的解决措施，旨在为电网运行技术人员提供一定的参考。

关键词：大型电厂；三相异步电机；电容补偿；无功功率

中图分类号：TM761+.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）19-0018-01

在生产运行中，电机运行功率因数都比较低，需要从电网中吸收大量的无功才能正常工作，这样就造成了较大的电压损失和电能损失，因此，提高电机的功率因数及回路的线损刻不容缓。

1 提高功率因数的方法

提高功率因数有两种方法，分别为提高电机的自然功率因数和安装人工补偿装置，即电容补偿装置。

移相电容补偿方式主要有三种，即个别补偿、分组补偿和集中补偿。这三种补偿方式的优、缺点如表1所示。

表1 三种补偿方式的优、缺点对比

1.1 问题现象及原因分析

采用个别补偿方式时，移相电容与电机一起并联在母线上，切断电源后，电机转速不能马上降为零，且因电容组对电机放电，使电机得到励磁。如果电容容量过大，就很有可能产生幅值很大的过电压，该电压要经过相当长的一段时间才能降下来，这就是励磁现象。拉闸后，如果立即合闸，线路电压和自励磁产生的电压在相位上会有一个差角。此外，自励磁还有可能使电机产生瞬时扭矩，瞬时扭矩与电机转动方向相反，所以容易造成电机转轴和靠背轮的损坏。

1.2 解决措施

出现自励磁现象的原因是补偿的电容容量过大，因此，必须采用合适的电容容量进行补偿。由于电容放电需要一个过程，所以，机组不能加入自动重合闸装置，也不能在跳闸后马上合闸。

2 无功就地补偿的实际应用

近期对电厂4台机组的运行数据进行了采集，如表2所示。

无功功率用途很大，电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动。同样，变压器也需要无功在一次线圈产生磁场、二次线圈感应出电压，因此，没有无功，电动机就无法转动，变压器二次侧也无法感应出电压。然而，无功功率同样对供、用电产生一定的不良影响，主要表现为以下四点：①降低发电机的有功输出；②降低输、配电设备的供电能力；③造成线路电压损失增大和电能损耗的增加；④造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。

3 选择补偿电容容量的方法

通过对表2分析、计算和整理可以看出，1#、3#机组补偿的容量在合理范围内，但4#、5#机组补偿的容量明显过大。由于4台机组均采用的是单台、就地、静态补偿，此补偿的特点是出力固定，所以补偿的容量既不能过大——过大会使电机在停机瞬间产生自励磁现象，但又要保证机组的功率因数在0.9以上。由此可得出，1#、3#机组选择30 kVA，4#、5#机组选择20 kVA，此时机组的运行功率因数均为0.94.

4 结束语

随着我国经济的高速发展，各行各业对电力的需求不断增大，扩大电厂电容补偿的应用越来越受重视。因此，对于电力技术人员来说，应该充分发挥专业优势，提高电容补偿的利用率，以满足社会生产和居民生活的实际需要。

参考文献

[1]方承远.工厂电气控制技术[M].第2版.北京：机械工业出版社，2000.

[2]倪远平.现代低压电器及其控制技术[M].重庆：重庆大学出版社，2003.

〔编辑：刘晓芳〕

On the Capacitance Compensation Used in Large Power Plant

Liu Yun， Li Huanhuan

Abstract： The problem of low power factor for power plant applications up to the presence of three-phase asynchronous motors research and exploration of the issue， based on the analysis， to identify appropriate solutions designed for grid operation and technical personnel to provide some reference.

Key words： large power plants； three-phase asynchronous motors； capacitance compensation； reactive power

摘 要：针对电厂中应用最多的三相异步电机存在功率因数过低的问题进行研究，并在对问题探究、分析的基础上，找出相应的解决措施，旨在为电网运行技术人员提供一定的参考。

关键词：大型电厂；三相异步电机；电容补偿；无功功率

中图分类号：TM761+.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）19-0018-01

在生产运行中，电机运行功率因数都比较低，需要从电网中吸收大量的无功才能正常工作，这样就造成了较大的电压损失和电能损失，因此，提高电机的功率因数及回路的线损刻不容缓。

1 提高功率因数的方法

提高功率因数有两种方法，分别为提高电机的自然功率因数和安装人工补偿装置，即电容补偿装置。

移相电容补偿方式主要有三种，即个别补偿、分组补偿和集中补偿。这三种补偿方式的优、缺点如表1所示。

表1 三种补偿方式的优、缺点对比

1.1 问题现象及原因分析

采用个别补偿方式时，移相电容与电机一起并联在母线上，切断电源后，电机转速不能马上降为零，且因电容组对电机放电，使电机得到励磁。如果电容容量过大，就很有可能产生幅值很大的过电压，该电压要经过相当长的一段时间才能降下来，这就是励磁现象。拉闸后，如果立即合闸，线路电压和自励磁产生的电压在相位上会有一个差角。此外，自励磁还有可能使电机产生瞬时扭矩，瞬时扭矩与电机转动方向相反，所以容易造成电机转轴和靠背轮的损坏。

1.2 解决措施

出现自励磁现象的原因是补偿的电容容量过大，因此，必须采用合适的电容容量进行补偿。由于电容放电需要一个过程，所以，机组不能加入自动重合闸装置，也不能在跳闸后马上合闸。

2 无功就地补偿的实际应用

近期对电厂4台机组的运行数据进行了采集，如表2所示。

无功功率用途很大，电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动。同样，变压器也需要无功在一次线圈产生磁场、二次线圈感应出电压，因此，没有无功，电动机就无法转动，变压器二次侧也无法感应出电压。然而，无功功率同样对供、用电产生一定的不良影响，主要表现为以下四点：①降低发电机的有功输出；②降低输、配电设备的供电能力；③造成线路电压损失增大和电能损耗的增加；④造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。

3 选择补偿电容容量的方法

通过对表2分析、计算和整理可以看出，1#、3#机组补偿的容量在合理范围内，但4#、5#机组补偿的容量明显过大。由于4台机组均采用的是单台、就地、静态补偿，此补偿的特点是出力固定，所以补偿的容量既不能过大——过大会使电机在停机瞬间产生自励磁现象，但又要保证机组的功率因数在0.9以上。由此可得出，1#、3#机组选择30 kVA，4#、5#机组选择20 kVA，此时机组的运行功率因数均为0.94.

4 结束语

随着我国经济的高速发展，各行各业对电力的需求不断增大，扩大电厂电容补偿的应用越来越受重视。因此，对于电力技术人员来说，应该充分发挥专业优势，提高电容补偿的利用率，以满足社会生产和居民生活的实际需要。

参考文献

[1]方承远.工厂电气控制技术[M].第2版.北京：机械工业出版社，2000.

[2]倪远平.现代低压电器及其控制技术[M].重庆：重庆大学出版社，2003.

〔编辑：刘晓芳〕

On the Capacitance Compensation Used in Large Power Plant

Liu Yun， Li Huanhuan

Abstract： The problem of low power factor for power plant applications up to the presence of three-phase asynchronous motors research and exploration of the issue， based on the analysis， to identify appropriate solutions designed for grid operation and technical personnel to provide some reference.

Key words： large power plants； three-phase asynchronous motors； capacitance compensation； reactive power

摘 要：针对电厂中应用最多的三相异步电机存在功率因数过低的问题进行研究，并在对问题探究、分析的基础上，找出相应的解决措施，旨在为电网运行技术人员提供一定的参考。

关键词：大型电厂；三相异步电机；电容补偿；无功功率

中图分类号：TM761+.1 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）19-0018-01

在生产运行中，电机运行功率因数都比较低，需要从电网中吸收大量的无功才能正常工作，这样就造成了较大的电压损失和电能损失，因此，提高电机的功率因数及回路的线损刻不容缓。

1 提高功率因数的方法

提高功率因数有两种方法，分别为提高电机的自然功率因数和安装人工补偿装置，即电容补偿装置。

移相电容补偿方式主要有三种，即个别补偿、分组补偿和集中补偿。这三种补偿方式的优、缺点如表1所示。

表1 三种补偿方式的优、缺点对比

1.1 问题现象及原因分析

采用个别补偿方式时，移相电容与电机一起并联在母线上，切断电源后，电机转速不能马上降为零，且因电容组对电机放电，使电机得到励磁。如果电容容量过大，就很有可能产生幅值很大的过电压，该电压要经过相当长的一段时间才能降下来，这就是励磁现象。拉闸后，如果立即合闸，线路电压和自励磁产生的电压在相位上会有一个差角。此外，自励磁还有可能使电机产生瞬时扭矩，瞬时扭矩与电机转动方向相反，所以容易造成电机转轴和靠背轮的损坏。

1.2 解决措施

出现自励磁现象的原因是补偿的电容容量过大，因此，必须采用合适的电容容量进行补偿。由于电容放电需要一个过程，所以，机组不能加入自动重合闸装置，也不能在跳闸后马上合闸。

2 无功就地补偿的实际应用

近期对电厂4台机组的运行数据进行了采集，如表2所示。

无功功率用途很大，电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动。同样，变压器也需要无功在一次线圈产生磁场、二次线圈感应出电压，因此，没有无功，电动机就无法转动，变压器二次侧也无法感应出电压。然而，无功功率同样对供、用电产生一定的不良影响，主要表现为以下四点：①降低发电机的有功输出；②降低输、配电设备的供电能力；③造成线路电压损失增大和电能损耗的增加；④造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。

3 选择补偿电容容量的方法

通过对表2分析、计算和整理可以看出，1#、3#机组补偿的容量在合理范围内，但4#、5#机组补偿的容量明显过大。由于4台机组均采用的是单台、就地、静态补偿，此补偿的特点是出力固定，所以补偿的容量既不能过大——过大会使电机在停机瞬间产生自励磁现象，但又要保证机组的功率因数在0.9以上。由此可得出，1#、3#机组选择30 kVA，4#、5#机组选择20 kVA，此时机组的运行功率因数均为0.94.

4 结束语

随着我国经济的高速发展，各行各业对电力的需求不断增大，扩大电厂电容补偿的应用越来越受重视。因此，对于电力技术人员来说，应该充分发挥专业优势，提高电容补偿的利用率，以满足社会生产和居民生活的实际需要。

参考文献

[1]方承远.工厂电气控制技术[M].第2版.北京：机械工业出版社，2000.

[2]倪远平.现代低压电器及其控制技术[M].重庆：重庆大学出版社，2003.

〔编辑：刘晓芳〕

On the Capacitance Compensation Used in Large Power Plant

Liu Yun， Li Huanhuan

Abstract： The problem of low power factor for power plant applications up to the presence of three-phase asynchronous motors research and exploration of the issue， based on the analysis， to identify appropriate solutions designed for grid operation and technical personnel to provide some reference.

Key words： large power plants； three-phase asynchronous motors； capacitance compensation； reactive power