摘要:工廠企業想要降低無功耗損，滿足電力部門對電能質量的要求，必須從實際出發，結合自身特征確定無功補償的方式。并且在進行元功補償時要注意降損及調壓結合，注意總體與局部的平行關系，注意分散補償和集中補償的結合，從而切實提高工程用電的經濟、可靠及安全，保障工廠的順利生產。基于此，本文闡述了無功補償原理以及工廠無功補償的主要方式，對工廠無功補償方式的現狀及其優化

1.無功補償原理的分析

電流經過純電阻過程中電能會轉化為熱能，但在經過純容性負載時并未做功，因此被稱為無功功率，在實際電路中常為混合性負載，因此有電流經過時會有部分電能未做功這時功率很小，若進行無功補償則能大幅度地提高電能利用率，利于工廠節能增效。工廠多為感性負荷，因此電感負載需依賴公共功率的大量補償，一般可采用以下途徑:一是由輸配電系統提供，輸配電系統在設計時要考慮有功功率及無功功率，但傳輸無功功率會對變壓器造成損害，使得系統效益降低。二是由補償電容器來提供，其無功功率為直接就地提供，有利于提高經濟效益。

2.工廠無功補償的主要方式分析

2.1使用電力電容器的無功補償方式。具體包括:(1)低壓分組補償。即通過在車間變配電室安裝電容器，減少所需電容器的總容量，提高電容器的使用效率。該補償方式采用的低壓開關及保護裝置價格低廉，可實現自動控制，使得配電變壓器及高壓線中的電能損耗大大減少，有效降低工廠車間內的主變壓器功率。但在此過程中切不可減少低壓線路中的無功電流，因此為增強補償效果，可將無功補償設備安置在配電箱及低壓用電設備附近，混合使用分組補償與個別補償。(2)個別補償。個別補償，也稱就地隨機補償，即直接將電容器與電動機的引出線端相連，與電動機合用一套開關設備。在采用該補償方式時，為更好地發揮其效果，要注意如下問題:第一、安裝位置選址必須正確，且不可隨意進行，如，若電氣裝置的功率因數超過09時，若電設備無重大變動則無需進行就地無功補償;高次諧波含量過多處不宜應用就地無功補償;電力裝置的輸出側以及逆運行的電動機不可采用就地無功補償。第二、要選擇適當的補償電容器容量，盡量避免過補償。第三、必須購買合格產品。(3)高壓集中補償。高壓集中補償，即在工廠總降壓變電所低壓側為6-1OKV的母線上安裝電容器，但該方式雖安裝簡便且利用率高，但由于該電容器只能安裝在總降壓變電所，因此只能減少變電所前電力系統通過的無功功率，提高本變電所的電壓質量，對工廠內部配電系統的無功功率作用不大，且電容器的開關設備及其保護裝置價格較高，較之前面兩種經濟效果較差。

2.2同步補償器的無功補償方式。同步補償器也叫同步調相機，其實際上是空載運行的同步電動機在過勵磁運行狀態下，向電力系統供給無功功率，在欠勵磁運行狀態下從電力系統吸取無功功率。該方式雖能均勻地調節電網電壓水平，但結構復雜，較之電力電容器投資及運行成本大，因此除大的電網中樞外，一般工廠不宜采用。

2.3提高自然功率因數。具體表現為:(1)合理選擇電動機。合理選擇電動機的規格、型號及容量，使其最大限度地接近或滿足滿載運行狀態。同時，由于各工廠生產環境及條件要求各異，異步電動機的結構形式也各異，因此選擇電動機時既要注意其電氣指標，又要兼顧其機械性能，一般來說選擇電動機形式時應盡量避免選擇和使用封閉式電動機。(2)合理選擇變壓器。變壓器消耗的無功功率因數在工廠整個供電系統中比例約占全部無功功率的25%，而變壓器處于空載運行狀態下的無功功率約占全部無功功率因數的80%，因此工廠要想有效地改善功率因數，節能降耗，必須綜合考慮變壓器的臺數、容量以及運行方式，確保其達到最優化。

3.工廠無功補償方式的現狀及其優化

3.1工廠無功補償方式的現狀分析。廠無功補償的集中或者分散補償只是相對概念，就工廠而言，低壓配電室進行的補償屬于集中，但是相對電網而言，只是分散的。集中補償的優勢表現為:方便管理、有相對高的利用率;可以很好降低配電的消耗和負荷以及提升電壓質量。

同時工廠無功集中補償也存在諸多缺陷，具體表現為:(1)無法將低壓網絡內的無功功率和電能消耗進行降低，極大地損耗了線路，根據相關電平衡數據，工廠有電感性負載，一般情況下工廠的自然功率因數約為0.75，最高約為0.95，對低壓網絡來說起不到任何作用。集中補償只是將及時降低了部分無功功率。受益的只有輸出端M點前配電變和電網其后依然存在較大的線路損耗。現階段大多數工廠采用的方式就是這種方式，這也就造成整個低壓網絡的巨大線路壓力。而采取就地補償方式，有功消耗隨著電源距離的加大而減少。按照每年8000h的運行時間計算，采用就地補償每千瓦能夠年節電量在20～480kw/h。(3)實施集中補償對于工廠的運行來說會產生一定的消極影響，有礙于其正常的運行。因為集中補償無法有效降低廠內低壓系統的無功功率以及電能損耗，使得變壓器出現超載的現象，嚴重的情況會發生毀壞，部分線路因為所負荷的電流太大會出現跳閘等情況，形成一些安全隱患。(4)單純的實施集中補償會對新工程項目前期投資以及運營造成一定的成本負擔。實施就地補償可以有效減低變壓器容量，減少量大約為30%(4)從經濟運行方面來說，集中補償方式對于工廠功率因數并不能起到積極作用，無法使其保持最佳狀態。大部分工廠其功率因數是不固定的，而是跟隨有功負荷不斷發生著變化，通常情況下不是在重負荷的情況下出現欠補償就是在輕負荷時補償過多。

3.2工程無功補償方式的優化。對集中補償進行改造，實施就地補償，輔之以車間補償，同時配電房集中補償來對工廠的無功進行平衡進而實施多級補償有機結合。并且積極推行就地補償方式，尤其是重點的用電企業以及耗電量巨大的工廠。具體的實施步驟:首先對各企業工廠進行測試，掌握企業改造線路的具體情況，以及線路中涉及到的電動機相關系數，比如功率因數以及無功用用量;然后計算工廠節電效益，并根據效益回收情況進行電動機以及線路的改造，可以最先實施收效顯著的改造計劃;其次充分了解企業的具體的運行狀況，并根據實際狀況決定實施就地補償時，單臺電動機的功率，根據具體情況決定是否采取分級補償，就地補償和集中補償有機結合二級補償方式，亦或是采取就地車間再結合集中補償的三級補償模式，無論那種情況下，實施補償的電動機要是有補償條件的，最大限度的采用就地補償以實現無功率的平衡;其次，如果車間的用電設備相對集中同時功率相對較低，那么可以在此動力配電屏旁邊實施就地無功補償，但要注意的是，必須做好電容器投退的管理。再次在實施過程中還要注意觀察配電房，觀察功率因數，及時對補償容量進行調整。

結束語

綜上所述，工廠用電設備繁多，在生產運行中消耗大量的無功功率，進而造成工廠供電系統的功率因數降低，不僅對電壓質量造成影響，導致不能有效地利用電氣設備，更對系統的供電能力造成嚴重影響。因此對工廠而言，需要運用合理的無功補償方式，提高系統中各相關功率因數，充分利用設備的容量，從而減少功率損耗和電能損耗。

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