工厂无功功率因数的补偿

工厂无功功率因数的补

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Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022

许多企业一般都是在企业内部配电室里二次侧的千伏母线上集中安装一些电容器柜，对变配电系统的无功功率进行补偿，这对于提高企业内部的供电能力，节约变配电损耗都有积极作用。可是，由于企业内部的电动机大都通过低压导线连接，即在供配电线路的未端，分散在各个生产车间里面，形成了企业内部的输配电网络，其结果造成大量的无功电流仍然在企业内部的输配电线路中流动，所造成很大的损耗。由此，企业尽可能提高自然功率因数外，还必须采取分组补偿和就地补偿等措施，来提高功率因数，最终实现节能降耗的目的。

二、现状

在二十五家企业中，抽查了他们的变压器和总共119条输配电线路运行情况，绝大多数企业能将自己变电系统中的功率因数补偿到以上的规定指标，以免被罚款。这就是说在功率因数的补偿工作中，他们的集中补偿做的不错，但仍有部分企业的分组补偿和就地补偿做的就差些了，或根本就没做，补偿好的单位，其主变压器的二次端至各车间的输配电线路的功率因数基本上在以上，而补偿差些的单位其输配电线路大部分功率因数在以下，如温州某皮革有限公司（以下简称A公司）抽查七条输配电线路，有五条在以下的，而温州某钢业有限公司（以下简称B公司）的一条输配电线路的功率因数只有。综合这些单位被抽查的输配电线路的功率因数，在以上的约占52%，在～之间的约占27%，在以下的约占21%。

可见分组补偿和就地补偿做得远远不够，这主要是企业对功率因数认识不足引起的，如B公司企业规模较大，企业内有二级变压从35KV变

10KV，到车间再变至380V，有企业变电站，中心控制室，全电脑控制显示，其设施和环境可谓一流，但检查发现其补偿就有问题，将无功补偿

全补在了35KV高压端，这造成了企业内的一台SZ9-20000/35主变的运行功率因数只有，而另一台SZ9-10000/35主变的运行功率因数为，其各车间的十几台变压器的运行功率因数大多数在～之间，最低为，其分组补偿和就地补偿基本上没做，可想而知其变压器的容量及输配电线路被无功功率占了相当大容量，而且其损耗也相应增加。然而这变电站内所有人员都这样认为，其补偿是补前（指输入的电网线路）补后（指企业内的变压器）补线路（指企业内的输配电线路），事实上这几个功率因数的数据足以说明，其主变和车间变及线路都没能得到补偿。

可以这么说，对功率因数的补偿，还存在认识上的误区，除了上述这种认识外，还有一些企业管理者认为功率因数低，对电能的损耗影响不大，故没引起足够的重视。

三、这主要是个认识问题

为什么这样说是认识问题，B公司的那些人足可说明一切，还是一个典型的集中补偿例子。还有另一家浙江某钢业有限公司，他有二级变从10KV 变供高压电动机和另一台变380V变压器用，结果对供高压电机的那一条线路进行了补偿，而未对380V进行补偿，使这台变压器的运行功率因数也只有。是不是因为行业的关系难以采取分组补偿和就地补偿，而疏忽管理呢，不是的，如上述A公司也存在这个问题，皮革行业中生产线正常运行时，负荷就比较稳定，不象钢铁行的电动机都是点动的，难以分组补偿和就地补偿，皮革行业应该很好采取分组补偿，但这个企业也没有做。所有这些都说明仍有部分人对其认识不足或误解。

我认为除了个别企业是对它一无所知外，还有就是个量的认识问题，这么说吧，企业也许知道功率因数低而产生的无功电流在企业内部输配电线路流动时，一者造成了压降（但由于近来供电较正常，因此它所引起

压降有限，并不明显，如在A公司在低压母线上实测电压为392V时，其末端电动机上电压为373V，电机仍能正常起动，电机运行一段时间也不会很烫，这样就显示不了问题了）；二者造成了损耗，但输配电线路的损耗更是看不见了，配电柜上反映电流大，供电线路有点发热，这似乎很正常，至于这是否由无功功率低引起电流大而产生的，这只能借助于仪器来测量了。不过话说回来，管理好的企业，其电工基本上都能知道每条线路的功率因数值，随时对其进行监控。

因此我在这里必须说说功率因数对线损到底有多大。

四、对因功率因数引起的损耗要有个量的认识

为什么说要加强量的认识，主要是有些管理者也知道功率因数对输配电系统影响，压降如上所说成了次要问题，对于损耗他们始终认为只有一点点，问题不大，因此需要用事实来说明问题，下面我来简单推算一下这功率因数低的时候，造成变压器和输配电线路的损耗有多大。以年累计到底有多少有功电量被白白损耗掉，还增加了电费开支。

其中变压器以B公司为例，因为其无功补偿是在高压输入端的，因而没有降低变压器的无功功率；而输配电线路以A公司为例，因为其生产线正常生产时，各线路的电流也较稳定，因此也较容易去分组补偿来提高功率因数。

1、变压器

以B公司为例，其一台功率因数为的主变，其实际的容量：

S=(P2+Q2)1/2

S——视在功率KVA

P——输入的有功功率，kW?? 实测为2568kW

Q——输入的无功功率，kvar? 实测为4465kvar

S=(25682+44652)1/2=5151 KVA??

可见无功功率占了变压器相当的容量。

我们是根据中华人民共国国家标准《企业供配电系统节能监测方法》（GB/T16664-1996）的方法来计算变压器损耗的，这里以假设对变压器补偿到（因为其高压端被补偿到），并以实测的电压和有功功率在功率因数补偿前后不变，的前提下做个简单的推算，确定到底能节约多少电能（反过来可以看出，它在功率因数为时比时多损耗的电能），由于公式比较复杂，这里不一一例出。（大家可上网查，或查看一些相应的书籍，都有此类的公式）

变压器功率因数为时，实测变压器输出有功功率为2546 kW、无功功率为4465 kvar、平均输出电流274A、输入电压，这时计算得变压器的日无功损耗4697 kvarh，日有功损耗535 kW h，负载系数为。

以输入电压和输出的有功功率不变的假设条件下，将功率因数补偿到，经推算得到变压器平均输出电流为142A、日无功损耗3008 kvarh、日有功损耗440 kW h，负载系数为。

由上可知这台变压器的负载轻了，日损耗电量可减少95 kW h，以年运行6000小时计算，可节约23750 kW h的电能。以元/ kW h计算，年可减少11875元的电费开支。

其另一台变压器的运行功率因数为，这时的输出有功功率为3137 kW、无功功率为2675 kvar、平均输出电流234A，这时计算得变压器的日无功