(中铁十八局集团有限公司 天津 301906)
摘要：在社会经济快速发展过程中，电力系统是经济发展的主要组成部分，同时也是社会经济发展基础中的基础，电力系统与工厂企业的运行有非常紧密的联系，而工厂的工程供电也离不开无功补偿技术的支持发展，因而将无功补偿技术运用在工厂企业发展中具有非常重要的促进作用，不仅能够在供电系统中提高电网的功率因数，而且还能降低供电变压器和输送线路的损耗程度，从整体而言能够改善供电环境。因此，无功补偿技术在电力系统中具有不可缺少的作用。当然，在工厂企业电力系统发展中，需要选择合理的无功补偿装置，从而能够最大限度的降低电网的电力损耗。
关键词：工厂供电；无功补偿；技术要点
引言
随着科技的不断进步创新，我国包括电力行业在内的许多行业，逐步实现生产自动化。但是在实现自动化的过程中，特别是在电网运行过程中，提高电网运行的效率和质量也是重点。目前，我国电力运营在主要有低压网、高压网、中压网3种模式，而其中低压网和高压网运行中的稳定性是解决的重点。我公司隶属中铁十八局集团有限公司，是一家集铸造、锻造、机加工及热处理于一体的综合性机械制造企业，感性负载众多，如何保障低压网以及高压网运行的稳定，降低电力损耗，成为当前迫切需要解决的问题。
1产生无功功率的原理及其作用
1.1产生无功功率的原理
带有电感或电容的电网运行中，每1/2个周期内就会发生电感将电源能量转变成电场进行（或磁场）进行贮存，贮存的电场再将能量向电源释放的循环过程。在这个循环过程中，只有能量的相互交换过程，不会导致能量的消耗，所以将这个交换过程中的电力功率成为无功功率。相对有功功率来说，无功功率更加抽象，是在电网电路中不断循环流动的。无功功率不会做功，其对于一个元件来说功率为零，是对电感（或电容）贮存或释放过程的磁场能量或电场能量需要的真实功率的反应。电力电网结构中的电源、电感元件、电容元件直接的能量交换，而与无功功率相对应的能量是贮存的电感性与电容性能量的总和。
1.2无功功率的作用
无功功率与无用功率不是等同关系，无功工艺也有其独特的用处。例如，在电动机的运行过程中，需要建立和维持旋转磁场，促进转子的转动，然后才能带动机械设备的运转，其中电动机的转子磁场就需要吸取电源中的无功功率来形成；再如，变压器的工作中也需要借助无功功率，才能在变压器的一次线圈中产生磁场，而二次线圈做出感应电压。所以，无功功率也是有用的功率，如果没有无功功率的存在，电动机将不会正常运转，变压器也无法正常工作，交流接触器不会吸合等。
2工厂供电中的无功补偿技术具体应用
2.1采用电力容器实施无功补偿
由于无功补偿技术是工厂企业发展运用过程必备的技术，但为了该技术能够长期有效的发展，工厂中最常用的无功补偿技术是利用电容器来实施，即为静电电容器和移相电容器。如果将该装备运用于工厂线路静电电容器装置中，能够降低线路中的无功电流。运用无功补偿方式主要源于低压分组补偿，该种方式主要是在车间变配室中运用，能够对变配室中的总电量进行减少，从而有效的提高了电容器的使用效率。但由于在实施低压分组补偿时，在工厂的车间的变压功率有所降低，并且在使用无功补偿时要利用低压线路中的无功电流，因而要实施无功补偿技术设备的安装，从而提升无功补偿效果。
在实施个别补偿时，由于要选择需要无功补偿的对象，因而在选择方面比较重要，由于工厂中的用电具有非常严格的要求，因而在利用个别补偿时，一般在电容器安装位置的选择方面不能太随意，要全面考虑电力装置的输出和逆行电动机，从而利用电容器补偿时要在电容量方面有精确的选择，以免出现过量补偿的现象。当然，在实施无功补偿时还可以采用动态补偿方式，由于应用动态补偿方式是无功补偿技术运用过程中最核心的内容之一，因而相关的工作人员在确保应用动态补偿技术合理运行期间还要注重发挥各种补偿方式的优势，并对投切的范围适当的拓宽，从而让无功补偿技术能够最大化的发挥其作用，也让无功补偿技术的效果越来越可靠。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2电弧炉炼钢
目前钢铁企业一般采用SVC来改善电弧炉引起的电能质量问题，但单纯地依靠这种由晶闸管来完成调节或投切过程的补偿装置，无法完全满足交流电弧炉动态治理的响应速度，尤其是对电压闪变的抑制效果较差。电弧炉的冶炼过程一般分为熔化期和精炼期，处于熔化期时电极和固态原料之间会形成极不稳定的电弧，电弧电流的波动很不规律且频率较快，此时SVC的响应时间很难实现瞬时无功功率控制。而STATCOM应用电力电子变换器能达到更快的调节速度，响应时间相比于SVC有了明显的提高，能有效抑制电压闪变等电能质量问题，但造价也相对较高。因此本文综合考虑补偿效果以及成本等因素，利用STATCOM抑制闪变配合SVC进行无功补偿。其中SVC采用大型炼钢厂常用的晶闸管控制电抗器（TCR）和谐波滤波器（FC）组合而成。该补偿方案可在满足电弧炉动态治理要求的前提下，降低无功补偿装置的投资成本，提高企业经济效益。
2.3中频炉无功补偿技术
中频炉是一种将工频50Hz交流电转变为中频(即300Hz-1000Hz)的电源装置,交流电经过整流逆变为可调节的中频电流。在这个过程中会引起大量谐波流过电网,而且导致功率因数降低。解决中频炉负荷所造成的谐波污染和无功功率不足主要从两个方面人手：一是对中频炉本身进行的改造,如采用各种各样的PWMM的整流技术,即研制新型高功率因数低谐波的整流电路和控制方式,可直接对电力半导体器件的通断进行控制,使输出电压与电流波形为正弦波;二是在中频炉负荷旁安装滤波补偿装置,如有源电力滤波器、无源电力滤波器、晶闸管控制的动态补偿装置等。中频炉整流技术在经历了上世纪的飞速发展后,由于控制策略和电力电子器件的日趋成熟,已发展到一定水平,对其进行改造较为困难;有源滤波器造价较高且控制电路较为复杂极易出现故障,无源滤波器易与系统阻抗发生串联或并联谐振。国内外常用的无功补偿和谐波治理常用的方法与装置。
2.4工厂供电中无功补偿技术中提高自然功率因数
在无功补偿技术发展过程中，首先要选择合理的电动机，主要为了提高设备的功率而实施的，因而电动机的规格、型号和容量等都需要全面接近运行状态。如果实施无功补偿操作的工厂环境条件存在较大的差异性，需要对电气的指标和机械性能全面注意，从而避免在无功补偿时选择运用封闭式电动机。如果电动机的负荷比较低，那么需要选择容量较小的电动机，才能在提高自然功率因数时有较好的效果。其次要选择合理的变压器。由于在工厂整个供电系统中，变压器消耗的无功功率因数占全部无功功率的百分之二十五左右，而处于载空状态下的变压器无功功率占全部无功功率因数的百分之八十以上，因而在工厂实施无功补偿时要根据实际情况改善功率因数，并将变压器的耗能进一步降低，从而确保变压器在工作中能够最优。
3无功补偿注意事项
谐波的有效抑制。电容器在对抗谐波方面有着一定的抗衡作用，但是它在抗衡的同时又会放大谐波的负面作用，相当于是一把双刃剑，这就需要一定的人为控制，严格控制电容器的数量，在电容器对抗谐波方面，提出以下几点建议：
1）给易受谐波损坏的电容器串联一个抗谐波电容器，中和谐波的损害。
2）在换流的部位接入一个滤波器，消除谐波。
3）给母线Pr使用微电脑消谐装置。
4）提高变流器的使用电流，提高使用效率，降低使用低段谐波的使用，从根本上减少谐波的产生。
结束语
在社会经济快速发展过程中，工厂供电中的无功补偿技术的运用也越来越广泛，为了促使无功补偿技术长期有效的发展，并对供电设备实施全面的保护，减少供电设备的损坏浪费，需要企业专业人员不断的学习先进的技术知识，提升工厂供电中的无功补偿技术的升级发展，不断提高供电系统的使用效率。
参考文献:
[1]王涛.工厂供电中的无功补偿技术分析[J].科技展望,2015(15):97.
[2]王剑,张丹丹.工厂供电系统无功补偿技术及问题分析[J].科技创新导报,2014(05):33.
[3]李瑾,吴燕.对无功补偿技术在电气自动化中的应用探讨[J/OL].科技与企业,2013(19):178.
论文作者:孙建
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/22
标签：功率论文; 谐波论文; 技术论文; 工厂论文; 电容器论文; 功率因数论文; 中频论文; 《电力设备》2018年第5期论文;