某廠電力系統(tǒng)總裝機(jī)容量為47500KVA,設(shè)有一個(gè)110KV變電站、4個(gè)10KV區(qū)間變電所和4套電解整流裝置,共有電力變壓器22臺(tái),整流變壓器4臺(tái),年用電量2億多千瓦時(shí),其中整流裝置用電量要占總用電量的三分之二。整流裝置平均功率因數(shù)比較高,可以達(dá)到0.95,但由于整流裝置的存在,諧波分量也比較重。其它動(dòng)力負(fù)荷主要是異步電動(dòng)機(jī),平均功率因數(shù)很低,主要針對(duì)低壓配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償,補(bǔ)償前整個(gè)電力系統(tǒng)的功率因數(shù)只有0.87,補(bǔ)償后整個(gè)電力系統(tǒng)功率因數(shù)可以達(dá)到0.95以上。
一、影響功率因數(shù)的主要原因及對(duì)策:
(一)、異步電動(dòng)機(jī)對(duì)功率因數(shù)的影響
絕大部分動(dòng)力負(fù)荷都是異步電動(dòng)機(jī), 異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙是決定異步電動(dòng)機(jī)需要較多無(wú)功的主要因素,而異步電動(dòng)機(jī)所耗用的無(wú)功功率是由其空載時(shí)的無(wú)功功率和一定負(fù)載下無(wú)功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。因此,在選擇異步電動(dòng)機(jī)時(shí),既要注意它們的機(jī)械性能,又要考慮它們的電器指標(biāo),合理選擇異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、規(guī)格和容量,使其處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài),若電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于低負(fù)載下運(yùn)行,既增大功率損耗,又使功率因數(shù)和效率都顯著惡化。故從節(jié)約電能和提高功率因數(shù)的觀點(diǎn)出發(fā),必須正確的合理的選擇電動(dòng)機(jī)的容量。其次,要提高異步電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量,因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)定子繞組匝數(shù)變動(dòng)和電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子間的氣隙變動(dòng)時(shí)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率的大小有很大的影響。
(二)、電力變壓器對(duì)功率因數(shù)的影響
電力變壓器的無(wú)功功率消耗,是由于變壓器的變壓過(guò)程是由電磁感應(yīng)來(lái)完成的,是由無(wú)功功率建立和維持磁場(chǎng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的。沒(méi)有無(wú)功功率,變壓器就無(wú)法變壓和輸送電能。變壓器消耗無(wú)功的主要成分是它的空載無(wú)功功率,提高變壓器的功率因數(shù)就必須降低變壓器的無(wú)功損耗,避免變壓器空載運(yùn)行或長(zhǎng)期處于低負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。
。ㄈ、整流裝置對(duì)功率因數(shù)的影響
單就整流系統(tǒng)而言,其功率因數(shù)可達(dá)到0.95,但是由于整流系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)電流不是正弦波,整流變壓器除向電網(wǎng)吸取基波電流外,還向電網(wǎng)送出諧波電流,嚴(yán)重影響并聯(lián)電容的運(yùn)行。盡可能減少諧波分量的產(chǎn)生是消除整流裝置對(duì)功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備影響的根本辦法。整流機(jī)組的網(wǎng)側(cè)諧波分量與等效相數(shù)有密切關(guān)系,提高等效相數(shù)是抑制諧波產(chǎn)生的有效措施。公司整流系統(tǒng)共有四臺(tái)整流變壓器,為提高等效相數(shù),分別將整流變壓器接成△/△▽和Y/△▽?zhuān)瑥亩M成12相整流系統(tǒng),這時(shí)單套6脈波整流的工作原理不變,只是一臺(tái)整流變壓器通過(guò)Y/△移相使5,7,17,19……次諧波相互抵消,注入系統(tǒng)的只有12K±1次特征諧波,在不增加設(shè)備的前提下,達(dá)到了最大限度抑制諧波分量,減少了諧波分量對(duì)電容運(yùn)行的影響的目的。
對(duì)提高功率因數(shù)采取的措施
提高自然功率因數(shù)
提高自然功率因數(shù)主要是靠提高變壓器、電動(dòng)機(jī)負(fù)載率、調(diào)整負(fù)荷結(jié)構(gòu),使功率因數(shù)達(dá)到最佳。
二、并聯(lián)移相電容提高功率因數(shù)
由于公司實(shí)際生產(chǎn)工藝中沒(méi)有使用同步電機(jī),所以采用并聯(lián)移相電容器的方式進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償。
(一)、補(bǔ)償方式的選擇:
根據(jù)移相電容器在工廠供電系