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摘要：如何为工厂供配电系统设计无功补偿，已成为工厂提高功率因数，提高设备管理水平的工作重点。本文首先分析了工厂供配电系统无功补偿的目的和意义，并对工厂供配电系统无功补偿的方式进行分析和比较，最后探讨了工厂供配电系统无功补偿装置的选择，为工厂供配电系统的无功补偿设计提供资料参考。
关键词：工厂；供配电系统；无功补偿；分析
引言
随着当今社会的快速发展，电能的使用量和成本都在迅速增加，节能降耗已成为关系国民经济安全，国际市场竞争力、资源和环境保护等社会经济可持续发展的重大问题。利用无功补偿可以有效降低电能在使用过程中的电网损耗，从而起到节能降耗的作用。为此，要及时掌握供配电系统的功率参数，合理评价供配电过程中的电能利用程度，了解电气设备的运行状态，利用无功补偿来提高供配电过程中的安全性，并降低电网中的无功网损和有功网损，确保供配电系统的安全与稳定运行。工厂供配电系统的无功补偿一般分为集中补偿、分组补偿、单台电动机就地补偿三种方式，这三种方式分别适用于不同补偿要求的供配电系统。因此，如何为工厂供配电系统设计无功补偿，则成为工厂提高功率因数，提高设备管理水平的工作重点。
1工厂供配电系统无功补偿的目的和意义
工厂供配电系统的无功补偿，主要作用是能够提高供配电系统的功率因数，从而以更小的能耗完成生产任务。优秀的供配电系统的无功补偿系统设计，对工厂的日常生产和发展意义重大。
1.1节省企业电费开支
企业的直接经济效益与提高功率因数关系密切，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对用电企业的功率因数规定了最低数值（一般规定基数为cosφ=0.9），低于规定的数值，需要罚款多收电费，高于规定的数值，可奖励相应的减少电费。
功率因素调整电费表
供电部门在收取电费时，按照行业标准规定：根据每月的实际功率因数，在高于或低于基数 0.9 时，按照规定的电价计算出当月的电费后，再按照上表所规定的百分数进行奖惩，增减电费。无功功率的节能对用户来说，就是最大可能的提高功率因数，减少无功计量，把实际功率因数保持在0.90以上，以降低电费。
1.2改善电压质量
工厂无功功率的增加，会直接导致工厂电压损失加大。而电压损失加大，无疑会影响工厂设备的供电稳定性和设备的正常运行。供配电系统采用无功补偿，能够有效的提高功率因数，改善供配电系统的电压质量，稳定负载电压，提高供电电压稳定性和设备运行稳定性，确保设备安全和产品质量。
1.3降低选择变压器的额定容量
采用无功补偿后，工厂在生产中变压器的视在功率能够有效降低。这意味着工厂在选择变压器时，可以选择小容量变压器即能够满足生产需求。小容量变压器不仅成本投资小，而且其能耗也更低，能够有效降低工厂的生产总成本，提高利润。
1.4减少电能损失
无用功率的增加，意味着工厂在生产时要耗费更多的电能才能完成生产任务，这无疑加大了工厂的电能损失。除此之外，供电系统线路的功率损耗也会随着无用功的增加而加大，导致工厂电能损失加重。采用无功补偿，能够降低变压器绕组中的电流，有效减少供电线路的电能损耗，减少工程生产中的电能损失。
2无功补偿的原理
将具有感性功率和具有容性功率负荷的装置连接在一个电路中，如果容性负荷释放能量时，感性负荷就会吸收能量；反之，如果感性负荷释放能量时，容性负荷就会吸收能量，能量会在感性负荷和容性负荷之间交换，通过能量在两种负荷的交换，容性负荷输出的无功功率就可以补偿感性负荷吸收的无功功率。因此，应当采取有效的办法，提高工厂供电系统功率因数，降低电能损耗和功率损耗，以实现提高供电质量且节约电能的目的，而无功补偿就是提高其功率因数的理想途径。
3工厂供配电系统无功补偿装置的选择
3.1常规补偿装置的选择
工厂生产中供配电系统常用的无功补偿装置是由电容器组、电容器支路保护、投切开关和自动补偿装置组成的，这种能够实现分组自动投切的补偿装置在使用中必须避免电容组的频繁开合，以提高电容的使用寿命，降低保养和维护的工作量。因此，在选择常规补偿装置时，应该先投入先切除，采用轮换循环投切使用的原则，实现对常规补偿装置的有效保护，提高其使用寿命，降低投资和保养维护成本。
3.2串联电抗器
由于现在工厂中多有波动性、冲击性负荷，这些设备运行时会产生大量谐波，引起电网电压波动、闪变及三相不平衡，影响用电设备的安全运行。虽然电容器本身具备一定的抗谐波能力，但同时也有放大谐波的副作用。谐波含量过大时，会对电容器的寿命产生影响，甚至造成电容器的过早损坏，由于电容器对谐波的放大作用，将使系统的谐波干扰更严重，因而在有较大谐波干扰时，需要补偿无功功率的地点考虑增加滤波装置。
4无功补偿措施
4.1高压集中补偿
集中补偿是将电容器设置在总降压变电所内，将电容器组接在高压母线上，补偿容量仅需按照变、配电所的总负荷选择。这种补偿方式的优点：电容器组的利用率非常高，投资费用少，便于管理和维护保养；缺点：仅减轻了供电电网的无功功率，不能减少工厂内部配电网络的无功负荷。对于补偿容量相当大的工厂，多采用高压集中补偿和低压分散补偿相结合的方式。
4.2分散就地补偿
分散就地补偿也叫做单台电机就地补偿，这种无功补偿是针对工厂生产体系中耗电量巨大的设备单独补偿的一种无功补偿方式。分散补偿装置是将补偿装置安装在需要进行无功补偿的个别容量较大且负荷较平稳的用电设备旁边。补偿装置一般与用电设备同时投入运行和断开。该补偿方式能够补偿安装部位以前所有的高低压线路及变压器的无功功率，能最恰当地降低系统的损耗和维持系统的电压水平，因此补偿效果最好。但分散就地补偿需要根据实际情况选择使用，不能取代高压集中补偿和低压集中补偿。而且分散就地补偿不适用于大容量电力的电子装置，因为大容量供电装置会产生高次谐波，采用分散就地补偿会加大谐波次数，影响供电质量，并对附近电子设备带来巨大影响。对于电动机频繁启动和正反转轮换的设备，也不宜采用这种补偿方式，以免产生不必要的能耗。最后，就地补偿还要使用专用电力电容器，不能采用普通电力电容器，这无疑会加大投资额度，经济性较差。
4.3低压集中补偿
低压集中补偿就是将无功补偿 设备用于工厂供配电系统的低压母线上，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，控制电容器投切。但电容器投切是整组进行的，因此无法实现对低压用电系统平滑的无功补偿调节。低压集中补偿在工厂供配电系统无功补偿中应用也比较广泛，这种补偿方式有着接线清晰明了，运行维护工作量小，明显提高配变利用率等作用，该方法还能够有效降低电能损耗，经济性较高。
结语
综上所述，随着我国社会的进步和经济的发展，工厂供配电系统无功补偿已经受到各领域的高度重视。工厂供配电系统无功补偿，是实现工厂节能降耗的有效措施，有助于工厂生产效率的提高和实现可持续发展。在工厂供配电系统无功补偿的选择和设计时，一定要综合考虑工厂的生产规模及生产设备特点，科学、合理的设计无功补偿方式，在降低无功补偿资金投入量和维护保养工作量的同时，降低工厂生产的能耗，提高经济效益。
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论文作者:饶付伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：工厂论文; 系统论文; 供配电论文; 功率因数论文; 电能论文; 电容器论文; 装置论文; 《电力设备》2017年第36期论文;