试议工厂供电无功补偿技术

袁钢

摘 要：功率因数一直是工厂供电系统的运作效率的重要影响因素。在讨论工厂供电无功赔偿方案时，参与讨论的人员必须考虑的无功赔偿功率，以提高供电系统的电能质量，实现工厂供电的可靠性和经济性。

关键词：工厂供电；电能质量；无功补偿

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.155

工作人员对工厂的供电系统进行设计和升级时，重点考虑的方向就是功率因数。在供电系统中功率因数是一个非常重要技术指标，其内容就是直观的表现，工厂正常运行时所有设备的有功功率与视在功率的比值。我国有明确规定，高压供电工厂最大负荷的功率因素不应低于0.9这一标准，其他生产形式的工厂，功率因数不得低于0.85。工厂供电系统的功率因数直接反映了工厂在生产过程中无功功率的变化情况。为了提高工厂的有功功率，工作人员就要在电力系统中采取措施，减少无功功率的存在占比，以改善电能质量和用电效率。

1 功率因数对供电系统的影响

在相同的运输功力环境下，电流量与功率因数之间存在反向关系，即为随着功率因数的降低，所需电流量会增加，增加用电量，提高企业的操作成本。在供电系统的建立过程中，工作人员要考虑上述问题，一般采用的方式是使用补偿无功功率来尽可能降低能源损耗，在实际的工作过程中，工作人员所采取的方式是通过提高电动机的负载率来进行的，通过调整内部的负荷结构，优化荷载情况，使系统的输出功率可以达到最大化。除此之外，工作人员在日常工作时还可以通过并联电力电容器，对荷载装置进行补偿，根据具体的设备装置地点，调整输出功率，保证供电系统能够处在补偿范围内。

在低功率因数的前提下，变压器输出的有功功率减少会导致系统中有功输出和无功输出的占比发生变化，其中无功输出的占比增加，使供电系统的利用率降低。在对系统进行补偿工作的过程中，工作人员需要注意，不同的补偿容量所对应的功率因数不同，在极限状态下，往往两者的递增效率不同，从实用主义来考虑，工作人员应该结合工厂的实际工作所需，对不同补偿容量的组合方案进行比对，通过对电压系数进行调整，使系统整体整体的供电需求得到满足，保证电网在供电过程中能保持稳定。

2 无功补偿方式的选择

2.1 低压集中补偿

该方式的工作内容包括将低压电容器与380V母线进行连接，优势在于受电压因素的影响。补偿容量可以实时得到补偿，以保证供电的稳定，减少因供电不稳定对设备的运行造成影响，同时还能照顾到地区电网，高压电网，工厂电力系统的无功功率。间接影响变压器降低实际的视在功率。由于变压器的视在功率的降低，工作人员在选择变压器容量时就可以有选择性的降低容量，这样做可以达到经济性和稳定性的平衡。由于安装部位位于变电所的低压配电室中，工作人员在日常对其进行运行维护作业时也较为方便，对于工厂存在的携波源，车间变压器在运行的过程中，也可以对其进行一定程度的衰减和隔离，提高低压移项电容器运行过程的稳定。

2.2 高压集中补偿

该补偿方式由于操作对象是6-10千伏的母线，所以在系统进行运作的过程中，其无功功率的变化情况趋于稳定，便于工作人员日常进行管理和临时调节，而且使用该方式利用率相对较高，可以提高供电变压器的负荷能力，以应对用电峰值时电路系统的供电压力。从整体角度来看，使用该补偿方式，对于当地的电网改善有一定的积极作用，甚至可以影响到区域电网的功率因数，得益于后面两种优势，目前高压集中补偿仍然是我国各地区大中型矿产企业所采用的无功补偿方式，具有较大的受用面和使用经验，相关工作人员储备充分，在长时间的发展过程中，也积累和总结出一整套相关的工作经验，这些经验可以进一步的帮助工作人员优化系统补偿内容，达到更高的优化水平和利用效率，以实现经济价值的补偿。

2.3 单独就地补偿

这种补偿方式，在部分地区也被称之为分散就地补偿措施，其具体的内容就是工作人员将并联电容器分别装设在各种用电设备，使用该方案能够在实际操作中补偿安装部位，以前所有的高低压线路和电力变压器的无功功率，表现出的补偿效果较好，而且能够实现大范围的补偿作业，因此在工作人员选择补偿方案时，一般会以该方案作为优先选择项。但是与前两种补偿方式相比，单独就地补偿也具有一定的短板。首先就是单独就地补偿，需要单次投入的设备较多数量较多，用于采购设备的成本较大一般工厂难以承受。而且在实际工作过程中，电容器在被补偿的用电设备停止工作的状态下会一并被切除，所以日常的利用率较低，需要工作人员对其进行干预，增加了管理的不便和工作人员的工作强度。单独就地补偿特别适合个别容量较大且位置处在单独地区，负荷平稳，长期处于运转过程的设备，除此之外，对于容量稍小但是数量多，且需长期保持固定工作状态的设备，例如荧光灯，也可以采用单独就地补偿的方案。

当装配有就地补偿电容器的设备遭遇突然停电时，电容器会对电动机放电，从而产生自励磁现象。如果损失补偿容量较大，可能因为电动机的惯性转动而产生电压，导致电动机内部结构损坏，所以在对电容器内部结构進行设计时，需要规定最大放电电流，该电流量要小于电动机空载电流以保证设备在遭遇突然情况时，能够在内部结构中形成安全保护机制。

3 结束语

在我国各地的工厂实际工作时，为了提高用电效率常常需要采取供电无功补偿方案，以提高工厂的用电效率，保证经济效益。在具体方案的选择过程中，专业人员需要依靠工厂实际工作状况和设备的具体情况选择合适的方案，以实现经济效益和技术性能的平衡，对于补偿容量较大的对象，工作人员可以选择高压集中补偿或者低压分组补偿的方式对其进行无功补偿作业，对于工厂中各用电设备布置较为分散的环境，工作人员可以选择就地补偿方案。同时工作人员在选择方案和设计具体优化方案时还需要考虑到电压功率因数，供电质量，供电安全稳定等因素，使最终方案能具备较强的可操作性。

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