無(wú)功補(bǔ)償電容器在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用
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電力系統(tǒng)中的電壓與系統(tǒng)中無(wú)功功率的狀況密切相關(guān),電力系統(tǒng)中的變化,特別是無(wú)功功率的變化,會(huì)使電力線路和變壓器的電壓損耗發(fā)生變化,并引起各節(jié)點(diǎn)電壓的變化,隨著電力系統(tǒng)裝機(jī)容量的日益遞增,而網(wǎng)路建設(shè)明顯的滯后,使10KV以下配電網(wǎng)路的損耗逐步增大。
無(wú)功補(bǔ)償是10KV配電網(wǎng)路升壓降損的有效條件,與其它措施(如,改造配電網(wǎng)路結(jié)夠、更換高損耗變壓器、增大導(dǎo)線截面、縮短供電半徑等)相比,無(wú)功補(bǔ)償投資最少并且效果比較顯著,并能短時(shí)間收回成本(一年左右)。
當(dāng)前就電力而言,無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ饕幸韵聨追N;
1、高壓電網(wǎng)集中補(bǔ)償,
2、低壓電網(wǎng)就地補(bǔ)償,
3、調(diào)節(jié)同步電機(jī)的勵(lì)磁補(bǔ)償。而應(yīng)用上述補(bǔ)償方法,是滿足供電部門(mén)對(duì)企業(yè)功率因數(shù)的要求,而很少考慮如何減少企業(yè)內(nèi)部的電能損耗,因此它們都存在了如下的優(yōu)缺點(diǎn):
1)投資少,即便滿足了電業(yè)局對(duì)功率因數(shù)的要求,而企業(yè)內(nèi)部大量的高壓配電線路,各車間變電所的配電變壓器和低壓配電線路都沒(méi)有得到補(bǔ)償,而大部分有功電能變?yōu)樽儞p和線損消耗。
2)采用低壓集中補(bǔ)償雖然投資少,在滿足電業(yè)局對(duì)功率因數(shù)要求的同時(shí)也可以補(bǔ)償一部分線損與變損,但是電容器不能隨著負(fù)荷的變動(dòng)即時(shí)投切,有時(shí)能造成部分線路過(guò)補(bǔ)償(功率因數(shù)COSΦ>1)反而對(duì)電網(wǎng)照成沖擊,同時(shí)大量的低壓電網(wǎng)仍舊未能得到徹底的補(bǔ)償。
3)采用調(diào)節(jié)同步電機(jī)的勵(lì)磁補(bǔ)償,雖然不用增加無(wú)功補(bǔ)償器,在設(shè)備運(yùn)行中就可以對(duì)線路進(jìn)行補(bǔ)償,而且也能隨著設(shè)備的開(kāi)停而即時(shí)投切,但是目前企業(yè)的同步機(jī)數(shù)量有限,如果把所有的異步電機(jī)更換為同步電機(jī)不但一次性投資巨大,而且有些設(shè)備根本不實(shí)用。
目前根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需求,幾乎所有企業(yè),針對(duì)企業(yè)的要求采用電容器就地補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)滿足電業(yè)局對(duì)企業(yè)功率因數(shù)的要求,同時(shí)也改善了企業(yè)降低線路損耗,增加電網(wǎng)的傳輸能力,改善供電質(zhì)量,減少電費(fèi)支出等問(wèn)題。同時(shí)電容器投資少見(jiàn)效快,下面根據(jù)鉬業(yè)公司現(xiàn)有情況進(jìn)行一下簡(jiǎn)短分析。
公司目前供電線路,供電變壓器,以及所有動(dòng)力設(shè)備大部分是70~~80年代的淘汰產(chǎn)品,其線路變壓器損耗大,設(shè)備效率低損耗大,這樣就出現(xiàn)因供電質(zhì)量而產(chǎn)生設(shè)備不能多臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn),電流升高使設(shè)備燒毀率增高,線路各種損耗大而使設(shè)備機(jī)械效率低并且連帶著企業(yè)的功率因數(shù)低,目前還沒(méi)有達(dá)到電業(yè)局對(duì)企業(yè)功率因數(shù)的要求(COSΦ≥0.9)如果要解決此問(wèn)題有兩種方法,一更換所有的供電線路、變壓器及動(dòng)力設(shè)備,但這樣不僅投資大,涉及面廣而且對(duì)生產(chǎn)和安全都帶來(lái)很多不必要的麻煩,二是增加無(wú)功補(bǔ)償,此種方法也很多,如上所述各有優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)實(shí)際情況,我建議采用無(wú)功電容器高壓集中補(bǔ)償,低壓就地補(bǔ)償,這樣高壓集中補(bǔ)償再投資很少的情況下就能滿足電業(yè)局對(duì)功率因數(shù)的要求,低壓就地補(bǔ)償是根據(jù)設(shè)備的工作環(huán)境等因素,對(duì)個(gè)別設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償。并安裝在設(shè)備的負(fù)荷側(cè),隨著設(shè)備的開(kāi)停而投切,在保證了設(shè)備高效率的運(yùn)行的前提下也解決了產(chǎn)生過(guò)補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。下面對(duì)此種方法進(jìn)行分析。
1、降低線路損失、改善電壓質(zhì)量
因?yàn)椴徽撌裁床馁|(zhì)的導(dǎo)體都有一定的電阻R,當(dāng)電流I通過(guò)電阻R時(shí)就產(chǎn)生一定的功率損失△P?!鱌=3I2R×10-3KW。式中I--流過(guò)線路電流,因?yàn)榫€路經(jīng)過(guò)電容器補(bǔ)償后升高電壓降低了電流,這樣功率損失就降低,如新井六中段,終端電壓為350V左右,滿足不了設(shè)備的需求,除非更換原先70mm2電纜為120mm2電纜,而經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后線路終端電壓能達(dá)到410V左右。
2、減少設(shè)備容量、提高設(shè)備利用率
因?yàn)樵O(shè)備的容量一定,正增加了無(wú)功補(bǔ)償,提高了功率因數(shù),而設(shè)備所做的有用功為S=P×COSΦ。S--有用功,P是一定的,S隨著COSΦ的變化而變化,這樣同樣的設(shè)備同樣的時(shí)間所做的功卻大不相同。
3、減少了電費(fèi)的支出。
電費(fèi)的減少包括兩個(gè)方面,一是因?yàn)榫€路損耗降低而節(jié)省電費(fèi),二是由于功率因數(shù)提高節(jié)省費(fèi)用。線路損耗減低消耗在線路上的電量減少,K=ΔP×h,K為電量。而功率因數(shù)的增加減少電費(fèi)的支出,如2)所示:功率因數(shù)的提高所做的有用功增加,如一臺(tái)30KW電機(jī),補(bǔ)償前功率因數(shù)為0.75左右,補(bǔ)償后功率因數(shù)為0.9以上,做同樣功同樣時(shí)間可節(jié)省電費(fèi)為30×(0.9-0.75)×1×0.475=2.14元。
綜上所述,對(duì)各單位補(bǔ)償提出以下建議。
1、為滿足電業(yè)局對(duì)企業(yè)功率因數(shù)要求補(bǔ)償容量為選廠72Kvar高壓電容器,坑口為180Kvar高壓電容器。
2、為節(jié)電提高效率補(bǔ)償容量為選廠
1)每一泵站安裝一臺(tái)20Kvar低壓電容器
2)浮選10×11KW電機(jī)安裝一臺(tái)40Kvar低壓電容器
3)浮選10×15KW電機(jī)安裝一臺(tái)60Kvar低壓電容器
4)二段球磨安裝一臺(tái)40Kvar低壓電容器
5)砂泵安裝一臺(tái)20Kvar低壓電容器
6)圓磨安裝一臺(tái)40Kvar低壓電容器
3)新井
1)六中段水泵房275KW電機(jī)安裝一臺(tái)110Kvar低壓電容器
2)七八九中段線路終端各安裝一臺(tái)20Kvar低壓電容器
3)十中段水泵房180KW電機(jī)各安裝一臺(tái)80Kvar低壓電容器
4、一次性投資與回報(bào)
1)上述電容器一次性投資需花費(fèi)490×65=31850元
2)電容器一年可節(jié)省費(fèi)用
①泵站四臺(tái)55KW電機(jī)一年可節(jié)省費(fèi)用
55×(0.9-0.87)×20×25×12×0.47×4=18612元
?、诟∵x一年可節(jié)省費(fèi)用
260×(0.9-0.87)×20×25×12×0.47=21996元
③二段球磨一年可節(jié)省費(fèi)用
80×(0.9-0.87)×20×25×12×0.47=6768元
?、苌氨靡荒昕晒?jié)省費(fèi)用
55×(0.9-0.87)×20×25×12×0.47=4683元
?、萘卸嗡梅恳荒昕晒?jié)省費(fèi)用
275×(0.9-0.87)×10×25×12×0.47=11632元
?、奘卸嗡梅恳荒昕晒?jié)省費(fèi)用
180×(0.9-0.87)×8×25×12×0.47×2=12182元
合計(jì)一年可節(jié)省費(fèi)用為
12182+11632+6768+4683+6768+21996+18612=82641元
(審核編輯: 小王子)
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