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無功功率補(bǔ)償裝置在水泥廠的應(yīng)用節(jié)能效果分析

發(fā)布時間:2017-05-16

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發(fā)布人:未知

  襄陽源創(chuàng)電氣有限公司小王告訴我們:在水泥廠常用的無功功率補(bǔ)償方法有:變電站補(bǔ)償、隨機(jī)補(bǔ)償和隨器補(bǔ)償?shù)取?/div>
 
 ?。?)變電站補(bǔ)償:補(bǔ)償裝置一般集中接在變電站10kV母線上,因此具有管理容易、維護(hù)方便等優(yōu)點,缺點是這種補(bǔ)償方式對10kV配電網(wǎng)的降損不起作用。
 
 ?。?)隨機(jī)補(bǔ)償:將電容器組與電動機(jī)并接,通過控制、保護(hù)裝置與電動機(jī)同時投切的一種無功補(bǔ)償方式。隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點是用電設(shè)備運(yùn)行時,無功補(bǔ)償裝置投入;用電設(shè)備停運(yùn)時,補(bǔ)償裝置退出。更具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡單、事故率低的特點。適用于補(bǔ)償電動機(jī)的無功消耗,以補(bǔ)勵磁無功為主,可較好的限制配電網(wǎng)無功峰荷。年運(yùn)行小時數(shù)在1000h以上的電動機(jī)采用隨機(jī)補(bǔ)償較其他補(bǔ)償方式更經(jīng)濟(jì)。
 
 ?。?)隨器補(bǔ)償:將低壓電容器通過低壓熔斷器接在配電變壓器二次側(cè),以補(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點是接線簡單,維護(hù)管理方便,能有效地補(bǔ)償配電變壓器空載無功,使該部分無功就地平衡,從而提高配電變壓器利用率,降低無功網(wǎng)損,是目前無功補(bǔ)償有效的手段之一。缺點是由于配電變壓器的數(shù)量多、安裝地點分散,因此補(bǔ)償工作的投資比較大,運(yùn)行維護(hù)工作量大。
 
  一、“無功補(bǔ)償”電容器容量計算舉例
 
  1.1 電容器的容量計算
 
  電容器的補(bǔ)償容量,需根據(jù)配變?nèi)萘?、?fù)荷容量、負(fù)荷性質(zhì)、三相電壓平衡度、自然功率因數(shù)、目標(biāo)功率因數(shù)等背景參數(shù),經(jīng)過計算確定。
 
  (1)對于35~110kV變電所中電容器裝置的總?cè)萘?,按照無功功率就近平衡的原則,可按主變壓器容量的10%~30%考慮。并建議10kV側(cè)電容器組分組容量確定為2000、3000、6000kvar。
 
 ?。?)對于普通負(fù)荷的公用變的0.4kV低壓補(bǔ)償,可按配變?nèi)萘康?0%~30%進(jìn)行補(bǔ)償。
 
 ?。?)當(dāng)三相電壓不平衡時(如單相負(fù)荷較多),需考慮一定容量的分相補(bǔ)償。
 
  (4)對于企業(yè)專用變壓器的0.4kV低壓補(bǔ)償,可按配變?nèi)萘康?0%~60%進(jìn)行補(bǔ)償。
 
  (5)當(dāng)補(bǔ)償點處有諧波時,還要考慮串聯(lián)一定比率的電抗器,以構(gòu)成調(diào)諧支路,濾除線路上的高次諧波。
 
  (6)當(dāng)采用固定補(bǔ)償方式時,補(bǔ)償總?cè)萘繎?yīng)選小些,避免線路輕載時出現(xiàn)過補(bǔ),產(chǎn)生無功倒送。
 
 ?。?)當(dāng)采用自動補(bǔ)償方式時,補(bǔ)償總?cè)萘繎?yīng)選大些,避免高峰負(fù)荷時出現(xiàn)欠補(bǔ),造成力率過低。
 
 ?。?)當(dāng)電容器額定電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓不相等時,補(bǔ)償容量≠安裝容量,裝機(jī)容量需進(jìn)行修正。
 
  1.2 隨機(jī)補(bǔ)償裝置電容器容量QC的計算公式
 
 ?。?)按電動機(jī)的空載電流選擇
 
  高壓電動機(jī)隨機(jī)裝置電容器容量計算:
 
  以從電動機(jī)樣本中查??;③經(jīng)驗方法,對于大容量電動機(jī),約為額定電流的20%~35%。對于小容量電動機(jī),約為額定電流的35%~50%(計算后,應(yīng)該取小值,帶入計算)。
 
  建議:兩種計算方法取得的QC值的結(jié)果可能并不一致,應(yīng)采用較小的數(shù)值。
 
  高壓電動機(jī)采用進(jìn)相器實施無功補(bǔ)償,也是近年來應(yīng)用比較多的一種隨機(jī)補(bǔ)償設(shè)備。
 
  與電機(jī)定子側(cè)并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式有著本質(zhì)的區(qū)別。電容補(bǔ)償只是在電機(jī)之外的電網(wǎng)上對電機(jī)的無功進(jìn)行補(bǔ)償,無法改善電機(jī)本身的運(yùn)行狀況;而進(jìn)相機(jī)裝置是串接在電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中,不僅可顯著提高功率因數(shù),使電機(jī)定子電流約減少15%~20%左右,而且電機(jī)溫升明顯降低,電機(jī)的效率和過載能力有一定提高。
 
  經(jīng)濟(jì)效果分析舉例
 
 ?。?)顯著改善電壓質(zhì)量
 
  從(3)式可以看出,越靠近線路末端裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置效果越好。
 
  (2)降低電能損耗
 
  如輸送的有功P為定值,加裝無功補(bǔ)償設(shè)備后功率因數(shù)由cosΦ提高到cosΦ1,因為P=U×I×cosΦ,負(fù)荷電流I與cosΦ成反比,又由于P=I2R,線路的有功損失與電流I的平方成正比。當(dāng)cosΦ升高,負(fù)荷電流I降低,即電流I降低,線路有功損耗就成倍降低。反之當(dāng)負(fù)荷的功率因數(shù)從1降低到cosΦ時,電網(wǎng)元件中功率損耗將增加的百分?jǐn)?shù)為ΔPL%,計算如下:
 
  ③安裝無功補(bǔ)償設(shè)備,可使發(fā)電機(jī)多發(fā)有功功率。系統(tǒng)采取無功補(bǔ)償后,使無功負(fù)荷降低,發(fā)電機(jī)就可少發(fā)無功,多發(fā)有功,充分達(dá)到銘牌出力。
 
 ?。?)減少用戶電費(fèi)支出
 
 ?、倏梢员苊庖蚬β室驍?shù)低于規(guī)定值而受罰。
 
 ?、诳梢詼p少用戶內(nèi)部因傳輸和分配無功功率造成的有功功率損耗,因而相應(yīng)可以減少電費(fèi)的支出。
 
  三、應(yīng)用說明
 
  對于遠(yuǎn)離配電中心、功率又比較大的低壓電動機(jī)采用無功功率就地補(bǔ)償,就是把電動機(jī)所需要的無功電流局限在電動機(jī)設(shè)備的終端,實現(xiàn)無功功率就地平衡,使得整個變配電網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)都比較高,有效地減少輸配電線路的無功損耗。
 
  同時,低壓電動機(jī)采用無功就地補(bǔ)償裝置,還有利于降低電動機(jī)起動電流,延長電動機(jī)與控制設(shè)備的使用壽命。低壓電動機(jī)起動頻繁或經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的場合,不宜采用就地補(bǔ)償。
 
  電容器對電壓變化十分敏感,長時間過電壓會使電容器嚴(yán)重發(fā)熱,電容器的絕緣會加速老化,壽命縮短,甚至發(fā)生電擊穿或熱擊穿;電網(wǎng)電壓一般應(yīng)低于電容器本身的額定電壓,長期工頻穩(wěn)態(tài)過電壓不得超過1.1倍額定電壓。因此,并聯(lián)電容器裝置必須能在1.05倍額定電壓下長期運(yùn)行,并在一晝夜中,在高不超過1.1倍額定電壓下允許運(yùn)行時間不超過6h;當(dāng)周圍空氣溫度24h平均高值低于標(biāo)準(zhǔn)10℃時,電容器能在1.1倍額定電壓下長期運(yùn)行。根據(jù)調(diào)查,部分水泥企業(yè)的低壓配電電壓經(jīng)常運(yùn)行在420~430VAC之間,這對電容器的安全運(yùn)行是十分不利的。同時,對電動機(jī)的節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行也是十分不利的,建議加強(qiáng)這方面的管理工作。
 
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