小磷酸无功补偿改造.docVIP

山东红日阿康化工股份有限公司 小磷酸配电室 低压无功补偿系统改造方案 科湃思特电气有限公司 电 修 车 间 2011年11月23 一、无功补偿的必要性 三相异步电动机运行时，不但要从电源吸取有功功率，同时还需要从电源吸取无功功率。 有功功率是用于电动机产生机械转矩并且驱动负载所需的功率，它的电流随负载的增加而增加；无功功率是用于电动机内部的电场与磁场变化。根据电磁感应原理，电动机通过建立交变磁场进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的功率称为无功功率。所谓的“无功”并不是“无用”的电功率,只不过它的功率不转化为机械能。因此在供电系统中除了有功，还需要无功。无功电流在负载变化的情况下，其变化很微小，所以是纯电感性质的。在实际运行中，电源供给电动机的总电流是有功电流和无功电流的矢量和，当电动机处于满负荷运行时，有功电流大于无功电流，总电流的功率因数较高， 而当负载下降时，有功电流减小，无功电流基本不变，所以功率因数降低。可以这样认为： 当电动机的输出功率一定时，功率因数越低，就意味着其所需的无功功率越大， 因而造成的损耗也越大。 现代化的企业中，电动机等感性负荷占据相当大比重，为保证电动机拖动系统的可靠性，在选择电动机的时候，往往容量偏大，出现“大马拉小车”的现象，使电机的负荷率降低，造成功率因数和效率下降。电机的最高效率一般在75％至满负荷期间出现，而它的功率因数则在满负荷时最高。感应电动机负荷率与功率因数及效率的关系它们在消耗有功功率的同时，也需要吸收大量无功功率。无功功率的出现不仅导致发电机出力下降，降低了输配电设备效率，而且还增大了网损，严重影响供电质量。 解决这一问题，目前主要措施是增容，即扩大变压器和配电线路容量，从而提高供电能力。但是，增容投资大，施工工程量大，周期长。 无功补偿对企业的节能降耗意义非常大。假如COS?=0.7，则SIN?=0.71，此时整个配电室有功功率与无功功率基本相等，输电线路、变压器的负载有一半是无功功率，况且线路、变压器的损耗与电流平方成正比，这个数字非常庞大。如果把功率因数提高到0.95以上，无功功率大大降低，节能效果显著。 大部分企业对无功补偿的认识不足，仅仅是为了应付电力部门力调电价的考核，重视了变电站内的高压无功补偿，而厂区内的低压无功补偿往往不被重视，甚至忽视。部分企业动力车间为了减少故障率，减少设备的维护费用，低压无功补偿处于退出状态，功率因数偏低。 部分企业认为有自备电厂，发电机可以输出无功功率，企业与电厂之间输电距离又短，降低线损意义不大，所以忽视了无功补偿。其实，降低线损仅仅是其中一个指标，管理者忽视了发电机的有效出力，如果无功就地补偿，发电机在煤耗增加不多的情况下多发有功功率，减少从网上的购电量，从节能将耗的角度来分析，企业的利润会更可观。 内 容 机械开关电 器 半导体开关电器 复合开关电 器 电子式继电器 开关电器 1 电压过零投入、电流过零切除功能 无 有 有 有 2 投切涌流 大 小 小 小 3 无功补偿速度 慢 快 中 中 4 耐电压、电流冲击性 中 低 低 高 5 功率消耗 中 特大 中 小 6 体积与重量 中 特大（含散热器） 大 小 7 价格 低 高 高 低 低压无功补偿的发展经历了4代，第一代产品是常规的机械开关电器，自从有无功补偿开始，就一直延续到现在，目前还有很多客户在使用。这一代产品采用熔断器、接触器、热继电器控制电容器的投切。优点是价格低廉，缺点是因为浪涌电流的存在，产生一系列的问题：接触器、熔断器容易损坏，电容器涨肚等，下一张节针对这些问题，进行分析。 第二代产品是半导体开关电器，即固态无触点继电器（可控硅）。可控硅必须采用进口产品，价格昂贵。这一代产品的出现，目的是解决电容器投切瞬间产生的浪涌电流。因为可控硅的导通角能在电压正玄波横轴过零点处导通，接通电路，这样电容器的充电电流即为零，没有冲击。实现了“过零投切”的同时，出现了另一个问题，即发热问题。因为可控硅PN节有压降，3~5V，大电流通过就产生一个很大的功耗，相当于电容柜内有一个大功率的电炉在发热，所以必须安装散热器，用4个风机强制风冷。目前这一代产品在机械加工行业还在应用，因为可控硅有个优点，能在毫秒内跟踪负荷变化投切电容，所以电焊机、行车、龙门吊车负荷占多数的情况还在应用，其他行业已被淘汰。 第三代产品是复合开关电器，即接触器与可控硅的结合。接通与断开电容器回路采用可控硅，正常工作时采用接触器。这样解决了投切时的浪涌电流，又解决了可控硅的发热问题。但是又带来了新的问题，生产这个产品的厂家基本上是江浙一带的小型企业，为了降低成本，大部分厂家采用了国产可控硅，耐压等级为1600V，寿命短。因为