用電企業(yè)無功功率補償?shù)哪康暮鸵饬x
在現(xiàn)代用電企業(yè)中,在數(shù)量眾多、容量大小不等的感性設(shè)備連接于電力系統(tǒng)中,以致電網(wǎng)傳輸功率除有功功率外,還需無功功率。如自然平均功率因數(shù)在0.70~0.85之間。企業(yè)消耗電網(wǎng)的無功功率約占消耗有功功率的60%~90%,如果把功率因數(shù)提高到0.95左右,則無功消耗只占有功消耗的30%左右。減少了電網(wǎng)無功功率的輸入,會給用電企業(yè)帶來效益。
(一)節(jié)省企業(yè)電費開支。提高功率因數(shù)對企業(yè)的直接經(jīng)濟效益是明顯的,因為國家電價制度中,從合理利用有限電能出發(fā),對不同企業(yè)的功率因數(shù)規(guī)定了要求達到的不同數(shù)值,低于規(guī)定的數(shù)值,需要多收電費,高于規(guī)定數(shù)值,可相應(yīng)地減少電費。使用無功補償不但減少初次投資費用,而且減少了運行后的基本電費。
(二)降低系統(tǒng)的能耗。補償前后線路傳送的有功功率不變,P=IUCOSφ,由于COSφ提高,補償后的電壓U2稍大于補償前電壓U1,為分析問題方便,可認為U2≈U1從而導出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2=COSφ2/COSφ1,這樣線損P減少的百分數(shù)為:
ΔP%=(1-I2/I1)×100%=(1-COSφ1/COSφ2)×100%
當功率因數(shù)從0.70~0.85提高到0.95時,由上式可求得有功損耗將降低20%~45%。
(三)改善電壓質(zhì)量。以線路末端只有一個集中負荷為例,假設(shè)線路電阻和電抗為R、X,有功和無功為P、Q,則電壓損失ΔU為:
△U=(PR+QX)/UE×10-3(KV)兩部分損失:PR/UE→輸送有功負荷P產(chǎn)生的;QX/UE→輸送無功負荷Q產(chǎn)生的;
配電線路:X=(2~4)R,△U大部分為輸送無功負荷Q產(chǎn)生的
變壓器:X=(5~10)RQX/UE=(5~10)PR/UE變壓器△U幾乎全為輸送無功負荷Q產(chǎn)生的。
可以看出,若減少無功功率Q,則有利于線路末端電壓的穩(wěn)定,有利于大電動機的起動。
(四)三相異步電動機通過就地補償后,由于電流的下降,功率因數(shù)的提高,從而增加了變壓器的容量,計算公式如下:
△S=P/COSφ1×【(COSφ2/COSφ1)-1】
如一臺額定功率為155KW水泵的電機,補前功率因數(shù)為0.857,補償后功率因數(shù)為0.967,根據(jù)上面公式計算其增容量為:(155÷0.857)×【(0.967÷0.857)-1】=24KVA