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某冶炼厂配电系统功率因数提高的节能分析

时间:2017-10-12 11:31来源:未知 作者:360论文网 点击:

  某冶炼厂配电系统功率因数提高的节能分析

  李玉成1 慈兢2

  (1.吉恩镍业股份有限公司 吉林磐石 1 32300  2.北京依博罗阀门有限公司 北京 1 00023)

  摘要:由于感性负载的比例大以及负荷偏低,遣成配电系统的功率因数低,损耗增加。本文分析和实际测量及计算加装无功补偿节电装置后配电系统的节能效果。

  关键词:功率因数 无功补偿 EAGLE节电器

  一般冶炼厂多属老企业,建厂早、发展历程长,低效高能耗设备多,用电负荷匹配不合理,造成配电系统的功率因数低、损耗增加。2008年企业电能消耗15284.047万kWh,折标煤61748吨,占总能耗的62.09%,其中输、变、配电设施本身的损耗占总耗电量的15%左右。如采取适当的技术改造措施和技术管理手段,按降低一个百分点,那么每年就减少153万kWH电能消耗,约为55万元的纯效益。因此企业为降低输变配电设施的能耗,提高功率因数采取集中无功补偿和就地无功补偿相结合的方式,来达到降低损耗,节约能源的目的,同时也取得了较好的经济效益。

  1提高功率因数的方式

  1.1利用同步电动机的过励磁运行方式

  将同步电动机接入用电系统,通过增大励磁电流,可以使电动势EO增大,使同步电动机处于过励磁状态,这时同步电动机的定子电流超前端电压(即为容性),反电动势-EO比较大,电动机从电网中吸收容性电流和容性无功功率,从而减少了电网损耗,降低能源浪费。但这种方式投资比较大。

  1.2利用调相输出无功功率电流

  同步调相机相当于空载运行的同步电动机。在过励磁运行时,它向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用,能提高系统电压;在欠励磁运行时,它从系统吸取感性无功功率而起无功负荷作用,可降低系统电压。但是同步调相机是旋转机械,运行维护复杂,小容量的调相机的投资费用也较大。

  1.3异步电动机同步化

  异步电动机同步化指绕线式异步电动机起动后,达到亚同步状态再利用外部装置即投励装置,使其变成同步电动机运行方式,为了达到同步化的要求,需要将一附加电阻Ri串入转子中的一相,再将压波形,实现顺极投励。这种装置即经济实用又简便,而且可以提高该机的自身的功率因数,还可以向电网提供一定的无功功率,从而提高整个系统的功率因数。

  1.4采用电力电容器做为补偿装置

  电网中的电力负荷如电动机、变压器等,大部分属于感性负载,感性负载是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场,在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等,这种功率叫无功功率。电网在感性负载运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。若在系统中增加电容器可以容性电流抵消感性电流,使相位角前移,功率因素得以提高,从而减少了电网电源向感性负荷提供的无功功率,由于减少了无功功率在电网中的流动,因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗,这就是无功补偿。

  采用无功补偿可以提高功率因数,是一项投资少,收效快的节能措施。并联补偿电容器原理简单、使用方便、运行经济、投资省、可以分组投切保证电压合格率和合理的功率因数。

  2节电器的现场应用情况

  2.1补偿前各条回路的有功和无功分布情况

  我公司冶炼厂干燥车间750kVA配电系统功率因数为0.67,严重偏低,应针对系统每个回路不同功率因数情况进行集中和分散就地补偿,因此在总系统中并联一个节电器,然后在每个大容量回路并联一个节电器,其中对单机负荷大的采取就地补偿,这样可以使整个系统的电能损耗降低。从每条回路测量的结果上分析,现场设备实际运行负荷比额定负荷严重偏低,致使用电设备功率因数偏低,这是造成系统功率因数偏低的主要原因。另外,也存在一起老型号、淘汰设备还在运行,其本身的功率因一励磁装置串入转子中,通过检测转子电 数就偏低,而且铁损和铜损耗也非常大。

  表1 安装无功补偿节电器后功率因数的变化

系统供电容量(kVA) 750 系统装机容量(kW) 738.3
安装无功补偿节电器(台) 40 无功补偿容量(kW) 738.3
安装无功补偿节电器前15天电量累计(kwh) 92400 其功率因数(cos) 0.67
安装无功补偿节电器后15天电量累计(kWh) 52800 其功率因数(COS) 0.96

  2.2补偿后的节电效果

  针对冶炼厂干燥车间750kVA配电系统功率因数分布情况,对每条回路进行无功测量和计算,采用单系统或个别分支系统做就地补偿,对总配电系统做集中补偿,利用吉林祥云测控设备有限公司的EAGLE无功补偿节电器,采用的手段是在750kVA配电室总母线上安装一块三相电度表,做测试前后电量计量(保持工况相同的情况下测量)。通过一月的测试运行,其节电效果非常明显,其节电率42%。详见表1。

  从表1中,得出安装吉林祥云测控设备有限公司的节电器后,其功率因数提高0.29,其节约电量(15天)39600kWh,其节电率为42.8%,年节电费为39600(kWh/15天)×2(倍)×10(个月/年)×0.36元/kWh- 285120元/年,按1 5个月节电电费做为投资费用,此项工程总投资应为2851 20元/年×1.5个月*42万,其投资回收期为14.7个月。

  3结语

  采用无功补偿器,它不仅能合理的降低电网的无功功率损耗,还能提高负载的端电压,以及用电设备的效率,使电气设备运行更安全、更可靠,同时对延长使用寿命也有一定的效果。但无功补偿器不能补偿过高,如果补偿过高会使投资过大,而且会造成无功倒送,同样消耗电能。一般无功补偿后的功率因数应在0.95左右为宜。同时应合理选择配电系统无功补偿点,对负荷较大的用电设备应尽量就地补偿,以提高配电变压器的出力,只有这样才能达到投资省、节电效果好的目的。因此,采用无功补偿器是企业尤其是老企业实施节约能源的重要途径之一,它不仅投资低,回收期短,而且节电明显,是理想的能源技改项目。

  参考文献

  [1]张焕凯,等,浅谈配电系统功率因数的提高【J】,内江科技,2005(1):69~71.

  [2]钟占贤,降低电能损耗措施初探[J].科技信息,2007(14):60~62.

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