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摘要：电力能源在现今的工业生产中发挥着极其重要的作用。工业部门的电力消耗占总体电能消耗的70%，其中负荷用电功率因素对电力系统的影响也一直是我们广泛关注的问题。国家供电部门也对这个问题也做出了相关规定，在工厂供电系统中，未达到标准要求的，必须进行无功补偿。
关键词：工厂供电系统；无功补偿；应用
引言
社会经济的发展，国内工厂用电不断增加，对供电系统提出了更高的要求，无功补偿技术的使用可以减少无功功率在工厂电网中的流动，降低线路和变压器因为输送无功功率而造成电能损失；安装无功补偿设备可以有效的降低工厂电力网的损耗。另外，无功补偿可以提高功率因数，相对其他节能措施而言，是一项收效快、投资少的降损节能措施，可以使电力系统少送无功功率，多送有功功率，而且可以在电力系统无功功率不足时，迅速提供无功功率。
1无功补偿技术原理
电流经过电阻时会因为电流损耗而做功，从而发光发热，这就是电流的热效应，而在经过纯容性电阻时，会因为电阻没有阻拦电流的涌动，从而并不做功，形成无功功率，对用电功率造成浪费，在感电设备中，总有一部分的电子设备是纯容性电阻，这时就会进行无功功率，就会大幅度降低电流的使用功率，这是对电流的一种浪费，如果能够进行无功补偿技术，在电流不做功的时候进行补偿，会大幅度的增加电流的使用效率，是对电的一种节约措施，那应该如何进行无功补偿呢？由于工厂的设备大多是感电设备，所以只能进行公共无功补偿，而无功补偿总共分为两种，一种是由配电措施来进行功率补偿，但是长期进行配电措施的无功补偿会严重损坏变电箱，这就得不偿失了，所以这种方法对于工厂来说并不可取，二是由补偿电容器来进行无功补偿，这是一种专门的电流功率补偿设备，不会产生上一个措施的状况，是所需采取的最佳措施。
2工厂供电系统无功补偿问题存在的问题
在提高工厂供电系统功率因数上，理论实践相结合，想到了很多的解决办法和措施，我们应该从根本上出发，了解和找出工厂供电系统功率因数的主要影响因素。
第一，感性负载设备使用问题。大量感性设备在使用过程中耗损了百分之十到百分之十五的额定容量。电力变压器或者大型电动机广泛的运用在工厂的供电系统中，无形的耗损了电能，不仅没有推动工厂的生产，反而增大了生产成本。在电力系统铺设初期，我们应该选择合适的发动机，在保证发动机高速有效地利用设备功率的同时，不超出设备的最大功率，既不会产生多余的设备耗损功率，还能满足生产需要。这要求我们在选择发电机时，多方面的考虑综合因素，面对厂家繁多，式样多变，各类电动机以及异步电动机的多样区别的现状，多结合工厂的现状和需求，注重实际运用，选择适合的发动机，从根本上减少电力消耗。
第二，供电电压超出额定范围的问题。稳定的电压不仅可以保证工厂各项设备运行正常，更能提高工厂电力系统的安全使用。如果电压过低，电力系统中的各项设备没有办法正常运行，影响生产功率；但是如果供电电压过高，磁力处于饱和状态的情况下，无功功率会根据磁力以及电压的变化而快速增长。因此保持一个稳定的不仅可以减少电能的无端消耗，还能保证我们的生产正常进行电压。
第三，变频器产生的谐波问题。变频器在日常运行的环节，不可避免会带来高次谐波问题，这个问题一方面影响到各种发电、供电以及用电设备，给这些设备带来明显的不良影响，另一方面也会损耗大量的无功功率，使得系统的功率因数出现明显的降低。如果问题严重会影响到工厂电气设备的安全正常运转。
3工厂供电系统无功补偿方法
3.1使用电力电容器作无功补偿
工厂中最常使用的方法是安装一个电力电容器，将未做功的电流进行做功处理，这样就可以很好的降低电流的无功效率，经济便捷，很受工厂的欢迎。
1）低压分组补偿。这种方式是通过在配电车间安装电力电容器，在供电部位就进行电流做功补偿，可实现单体补偿和混合补偿，是一种经济实惠的措施，是工厂最常用的方法。
2）个别补偿，也称就地随机补偿，这种方法有着很多的局限，主要分为以下三点：一是要安装位置要正确，既必须安装在合格的位置上面，安装不当效果就不会那么好。二是电流做功功率不能超过0.9，超过0.9就会损坏这机器。三是要选择合格的适当的补偿电容器，这些要求相对较复杂，所以工厂使用的较少。
3）高压集中补偿，这种方法耗资较高，不适合工厂使用，所以不推荐使用。
3.2无功补偿及谐波治理设备的应用
无功补偿及谐波治理设备主要由主断路器或刀熔开关、晶闸管投切装置或交流接触器、电抗器、电容器、补偿控制器、采样互感器等构成，整套设备精度取决于每个元器件的精度，而无功补偿及谐波治理设备的生产现状是，绝大多数设备厂家对采购的元器件电气参数精度检验不够严格，尽管各种元器件的电气参数均有误差标准，但受检测仪表本身质量、检测环境及检验人员经验等原因影响，对其元器件的电气参数究竟是多少、存有多大的误差，没能做到心中有数。这就使之前的精心计算、理论分析变得毫无意义，尤其是电抗器和电容器的参数精度，对无功补偿和谐波治理效果影响很大。下面举例进行定量分析。
如某工厂需要引入一套无功补偿及谐波治理设备，经现场测试及计算需安装补偿容量435 kvar，治理5次谐波，对补偿容量近似取整，主元器件参数表（只包含电容器和电抗器）如表1所示。
表1 主元器件参数表
由Q=ωCU2，得电容器的电容值C=346.6μF；由治理5次谐波电抗率β=ω2LC=6%，得电抗器电感值L=1.75mH；根据电网电压等级及测试结果，电容器和电抗器的电压亦可得知。为简要说明问题，主断路器和每路熔断器及补偿控制器选择暂不分析，至此核心元器件参数计算完毕。
然后对采购的元器件进行检验，假设电容器的电容值C=324μF，电抗器的电感值L=1.62mH，而受检测仪表本身质量、检测环境及检验人员经验等原因影响，未能检测出其真实的准确数值，此时电容器实际容量Q=ωCU2=28kvar，电抗率β=ω2LC=5%，此时总补偿容量Q总=28×15=420kvar，补偿容量偏差率ΔQ%=（420-450）/450=-6.7%，电抗率偏差率Δβ%=（5%-6%）/6%=-16.7%。
由上述数值可以看出，补偿容量偏差率ΔQ%及电抗率偏差率Δβ%均较大，实际无功补偿容量为420kvar，这已不能满足所需临界容量435kvar的要求，5%的电抗器对谐波的治理也与最初设计值有较大偏差。
为提高无功补偿及谐波治理设备精度，一是所选用的元器件本身电气参数精度要高，误差在允许范围内；二是在检验环节需严格把关，确保元器件符合要求，电容器和电抗器参数的检验一定要用专用仪器，切勿为节约成本而使用低端仪表检验，确保将不合格产品筛除出来。为延长无功补偿及谐波治理设备使用寿命，要关注产品本身质量，这里所强调的是元器件在电气参数满足要求的前提下，结构设计合理性、稳固性等。
在进行电动机的选择时，电动机的规格和型号、使用效率和最大电流时的运营情况是选择电动机最主要的考察项目，在进行电动机的厂家选择时，要避免使用闭封式电动机，这种电动机的使用效率低，而且容易损坏，维护成本高，而且在工厂设备的运行中，若设备的使用效率长期处于50%以下时，就要考虑更换更小型号的设备了。
结束语
电力能源是我们日常生活中必不可少的能源之一，怎样提高电能的使用。增强人们对于电能的节约意识一直是政府以及社会广泛关注的问题。工厂供电系统是所有供电系统的一个重要组成部分。工厂供电系统在整个工厂运行过程中是极其关键的组成部分。但是很多的工厂供电系统因为利用率不高等原因造成了电力能源的无端消耗，本文以节约能源，提高电能利用率为出发点，发现原因，找到合理的方法，制定切合实际的措施。
参考文献：
[1]许焯毅，谭雪娇.无功补偿方案在地铁供电系统中的应用研究[J].电子世界，2016，02：149-151.
[2]张理刚.工厂供电系统中的节能措施研究[J].科技传播，2016，804：128+161.
[3]殷燕.工厂供电系统节能方法分析[J].科技经济市场，2016，03：202.
论文作者:贾凯鑫
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/31
标签：工厂论文; 供电系统论文; 设备论文; 功率论文; 谐波论文; 电容器论文; 电流论文; 《基层建设》2017年第31期论文;