低壓集中分組自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置的改進(jìn),減少電費(fèi)罰款

1、<p>　　低壓集中分組自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置的改進(jìn),減少電費(fèi)罰款</p><p>　　摘要：隨著城市的快速發(fā)展，低壓集中分組自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置在雨水泵站、合流泵站、輸送泵站的變配電所中廣泛應(yīng)用，變壓器容量大，導(dǎo)致常常超出電業(yè)對(duì)用戶的考核指標(biāo)，因此，研究低壓集中分組自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置的改進(jìn)，從而減少電費(fèi)的罰款具有十分重要的意義。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：低壓；自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置 <

2、;/p><p>　　中圖分類號(hào)： U223.5+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </p><p>　　低壓集中分組自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置在雨水泵站、合流泵站、輸送泵站的變配電所中廣泛應(yīng)用，其補(bǔ)償容量的配置能使10KV高壓側(cè)的功率因素達(dá)到0.90以上，此值高于電業(yè)對(duì)用戶0.85的考核指標(biāo)。但在實(shí)際使用中，特別是變壓器容量大，開車少的泵站沒能達(dá)到電業(yè)對(duì)用戶的考核指標(biāo)，導(dǎo)致電費(fèi)罰款的狀況時(shí)有發(fā)生，為改變

3、此狀況必須找到實(shí)際運(yùn)行中功率因素達(dá)不到設(shè)計(jì)預(yù)期的原因，采取有效對(duì)策，杜絕罰款，降低能耗費(fèi)用刻不容緩。 </p><p>　　以泵站常用的二路電源供電，雙變壓器配電的變配電所為例予以分析。 </p><p>　　一、變配電所的一次系統(tǒng)圖 </p><p>　　二、一次系統(tǒng)圖的設(shè)備參數(shù) </p><p>　　水泵：3臺(tái)90泵36ZLB-70，單泵

4、流量1.85M3/S，揚(yáng)程6.0m，配機(jī)功率155KW </p><p>　　電機(jī)：3臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)，JSL14-12，單機(jī)功率155KW，電流304A，電壓380V，轉(zhuǎn)速485r/min，功率因素0.806 </p><p>　　變壓器：2臺(tái),SCB9-630容量630KVA，原、付邊電流21/909.4A，原、付邊電壓10/0.4KV，聯(lián)接組別△Yn-11, 空載電流I0=1.22%

5、，空載有功損耗P0=1.5KW，負(fù)載有功損耗PK=6.4KW </p><p>　　電容器柜：2臺(tái)，每臺(tái)配7組容器共200KVar，其中：40 KVar400V57.7A一組，30 KVar400V 43.3A五組，10 KVar400V14.4A一組 </p><p>　　電源：二路，甲乙電源均為常用 </p><p>　　量電：高供高量，流比30/5壓10/0.

6、1，倍率600 </p><p>　　三、月均有、無功用電量，均權(quán)月平均功率因素，電費(fèi)罰款情況 </p><p>　　月均有功用電（KWh）月均無功用電（KVarh）均權(quán)月平均功率因素COSΦ 罰款（元） </p><p>　　甲電源 34506750 0.46 866.00 </p><p>　　乙電源 42007765 0.48 1059

7、.00 </p><p>　　四、甲乙兩電源均權(quán)月平均功率因素為0.46和0.48的原因分析 </p><p>　　1、每路200KVar補(bǔ)償容量是否足夠的復(fù)核 </p><p>　　（1）按變壓器容量復(fù)核 </p><p>　　一般配電變壓器每100KVA容量應(yīng)配30KVar的電容補(bǔ)償，則630KVA變壓器應(yīng)配189KVar電容器<2

8、00KVar，200KVar是足夠的。 </p><p>　　（2）按電動(dòng)機(jī)容量復(fù)核 </p><p>　　155KW電機(jī)三臺(tái)。額定功率因素0.806，為確保電機(jī)的安全運(yùn)行，將電機(jī)適當(dāng)放大，使其有一定的過載系數(shù)，故電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行電流會(huì)小于額定電流，則COSΦ為低于額定值，取電機(jī)的自然功率因素為0.76，設(shè)計(jì)值為0.9，則三臺(tái)電機(jī)的補(bǔ)償量為 </p><p>　　Q=

9、ΣP（tgΦ1-tgΦ2）=3×165（tgcos-10.76- tgcos-10.90） =172.5KVar </p><p>　　加上小動(dòng)力、照明，假設(shè)為10KVar，則負(fù)載的總無功為182.5KVar <200KVar </p><p>　　經(jīng)復(fù)核原設(shè)計(jì)容量200KVar是足夠的，不會(huì)導(dǎo)致低功率因素。 </p><p>　　2、按甲乙兩路電源

10、實(shí)際有功用電數(shù)，設(shè)計(jì)功率因素0.9時(shí)所需的無功電量和實(shí)際的無功電量相比較 </p><p>　?。?）變壓器的月均空載有功損耗為： </p><p>　　W0=P0×24小時(shí)/天30元/月=1.5×24×30=1080kwh/月 </p><p>　　（2）甲電源月均有功用電3450kwh，去掉變壓器月均空載有功損耗，則電機(jī)及變壓器負(fù)載

11、的有功用電量為2370kwh，在COSΦ=0.9時(shí)，所耗的無功電量 </p><p>　　Q甲=W甲tgΦ= W甲 tgcos-10.90=2370×0.484=1148kvarh </p><p>　　實(shí)際消耗無功電6750kvarh，多出了5602kvarh </p><p>　?。?）乙電源月均有功用電4200kwh，去掉變壓器月均空載有功損耗，則電

12、機(jī)及變壓器負(fù)載的有功用電量為3120kwh，在COSΦ=0.9時(shí)，所耗的無功電量 </p><p>　　Q乙=w乙tgΦ=w乙 tgcos-10.9=3120×0.484=1510kvarh 實(shí)際消耗無功電7765kvarh，多出了6255 kvarh </p><p>　　甲乙兩電源除開車所耗的無功電能外還存在有變壓器空載無功電能的消耗。 </p><p&g

13、t;　　3、高供高量設(shè)備在計(jì)量時(shí)將變壓器一次側(cè)的有、無功電能全部計(jì)入，集中分組自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置在變壓器空載時(shí)功率因素自動(dòng)控制器無電流信號(hào)輸入，不能控制電容投切，變壓器的空載無功沒有得到有效補(bǔ)償，導(dǎo)致電業(yè)收費(fèi)時(shí)的均權(quán)月平均功率因素低下，遠(yuǎn)低于考核值0.85，導(dǎo)致電費(fèi)罰款。 </p><p>　　功率因素控制器接線圖 </p><p>　　K1電流信號(hào)輸入端 </p><p

14、>　　L2L3電壓信號(hào)輸入端 </p><p><b>　　M1M2常閉觸頭 </b></p><p>　　A 輸出繼電器公共端 </p><p>　　1-12輸出 常開觸點(diǎn) </p><p>　　五、變壓器空載無功損耗和月均無功電能的計(jì)算 </p><p>　　1、變壓器的空載電流 <

15、;/p><p>　　變壓器是按電磁感應(yīng)原理工作的，當(dāng)一次側(cè)接上電源后，變壓器一次繞組就有電流，用于勵(lì)磁，在鐵芯中建立交變磁通，即用于電磁能量的轉(zhuǎn)換，此電流即為變壓器的空載電流，因電流很小，空載有空損耗P0也很小與無功損耗相比可忽略不計(jì)，故變壓器的空載視在功率S0與空載無功功率相接近，即 </p><p><b>　　S0≈Q0 </b></p><p&

16、gt;　?。⊿0=√Ｐ02+Q02∵PO＜＜QO) </p><p>　　變壓器的空載電流和額定電流比值的百分?jǐn)?shù)，I空/I額=I0%稱為空載無功電流 </p><p>　　2、變壓器空載無功損耗的計(jì)算 </p><p>　　Q0=S0=I0S0 即變壓器的空載無功電流I0和容量的乘積 </p><p>　　3、630KVA變壓器的空載無功損耗

17、 </p><p>　　Q0=I0Se=1.22/100×630=7.686kvar (I0由樣本查得) </p><p>　　4、630KVA月均無功電能消耗 </p><p>　　W Q0= Q0×24小時(shí)/天×30元/月=7.686×24×30=5534kvarh/月 </p><p>

18、　　5、甲乙兩電源電機(jī)負(fù)載的月均無功電能消耗 </p><p>　　甲電源 WQP=6750-5534=1216kvar/月 </p><p>　　乙電源WQ2=7765-5534=2231kvarh/月 </p><p>　　六、補(bǔ)償裝置的改進(jìn) </p><p>　　1、低壓集中分組自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置的改進(jìn)線路 </p><

19、;p>　?。?）在原1、2號(hào)總柜的斷路器下樁頭加接虛線框內(nèi)熔絲、接觸器、電容器、避雷器等組合 </p><p>　　（2）熔絲和接觸器必須是控制電容器的專用器件 </p><p>　?。?）因電容器需在變壓器投用后即投入運(yùn)行，其處于長期工作狀態(tài)，為延長其使用壽命，將500V額定電壓的電容器用在400V線路上工作，其容量為減小，為保證其對(duì)變壓器的空載無功補(bǔ)償效果，須將原計(jì)算值放大。高電

20、壓等級(jí)電容器用于低電壓等級(jí)時(shí)實(shí)際容量的計(jì)算： </p><p>　　Q實(shí)際容量=Q標(biāo)稱容量×（U工作電壓U標(biāo)稱電壓）2 </p><p>　　12kvar500v的電容器在400工作電壓上的電容量 </p><p>　　Q實(shí)際=12×（400500）2=7.68kvar與計(jì)算值相同 </p><p>　　2、裝置改進(jìn)后的效

21、果 </p><p>　　月均有功用電（KWh）月均無功用電（KVarh）均權(quán)月平均功率因素COSΦ罰款（元） </p><p>　　甲電源 3600 6000.99 -19.47 </p><p>　　乙電源 4200 4000 .98 -13.70 </p><p><b>　　七、結(jié)論： </b></p>

22、;<p>　　通過對(duì)低壓集中分組自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置功率因素不達(dá)標(biāo)，電費(fèi)罰款案例剖析，可知自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置的COSΦ控制器在無電流信號(hào)輸入時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切電容的功能，導(dǎo)致變壓器的空載無功沒有得到有效補(bǔ)償。 </p><p>　　變壓器容量越大，負(fù)載率越低，少開車的泵站中，變壓器的空載無功消耗的無功電能所占的比例越大，其均權(quán)月平均功率因素越低。 </p><p>　　改善變壓器

23、空載無功損耗的對(duì)策是按變壓器容量和樣本提供的空載電流I0，求得無功功率的補(bǔ)償量Q0=I0Se </p><p>　　將此無功補(bǔ)償量通過電容回路專用的熔斷器，接觸器、避雷器組成的回路支接在低壓總柜總開關(guān)下樁頭并確保變壓器一通電，低壓總開關(guān)合閘時(shí)裝置即投用就會(huì)對(duì)變壓器空載無功進(jìn)行有效補(bǔ)償，其效果十分明顯，此法簡單可靠有效，對(duì)變壓器容量大，負(fù)載率低開車少的低壓集中分組自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置功率因素達(dá)不到設(shè)計(jì)預(yù)期的泵站普遍適用

24、。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　1、《工廠供電》 機(jī)械工業(yè)出版社 </p><p>　　2、《工業(yè)企業(yè)無功負(fù)荷的合理補(bǔ)償》 中國工業(yè)出版社 </p><p>　　3、《10KV以下變配電所設(shè)計(jì)規(guī)范GB500531994》 </p><p>　　4、《供電系