某厂电力系统总装机容量为47500KVA,设有一个110KV变电站、4个10KV区间变电所和4套电解整流装置,共有电力变压器22台,整流变压器4台,年用电量2亿多千瓦时,其中整流装置用电量要占总用电量的三分之二。整流装置平均功率因数比较高,可以达到0.95,但由于整流装置的存在,谐波分量也比较重。其它动力负荷主要是异步电动机,平均功率因数很低,主要针对低压配电网络进行补偿,补偿前整个电力系统的功率因数只有0.87,补偿后整个电力系统功率因数可以达到0.95以上。
一、影响功率因数的主要原因及对策:
(一)、异步电动机对功率因数的影响
绝大部分动力负荷都是异步电动机, 异步电动机转子与定子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素,而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。因此,在选择异步电动机时,既要注意它们的机械性能,又要考虑它们的电器指标,合理选择异步电动机的型号、规格和容量,使其处于经济运行状态,若电动机长期处于低负载下运行,既增大功率损耗,又使功率因数和效率都显著恶化。故从节约电能和提高功率因数的观点出发,必须正确的合理的选择电动机的容量。其次,要提高异步电动机的检修质量,因为异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动时对异步电动机无功功率的大小有很大的影响。
(二)、电力变压器对功率因数的影响
电力变压器的无功功率消耗,是由于变压器的变压过程是由电磁感应来完成的,是由无功功率建立和维持磁场进行能量转换的。没有无功功率,变压器就无法变压和输送电能。变压器消耗无功的主要成分是它的空载无功功率,提高变压器的功率因数就必须降低变压器的无功损耗,避免变压器空载运行或长期处于低负载运行状态。
(三)、整流装置对功率因数的影响
单就整流系统而言,其功率因数可达到0.95,但是由于整流系统网侧电流不是正弦波,整流变压器除向电网吸取基波电流外,还向电网送出谐波电流,严重影响并联电容的运行。尽可能减少谐波分量的产生是消除整流装置对功率因数补偿设备影响的根本办法。整流机组的网侧谐波分量与等效相数有密切关系,提高等效相数是抑制谐波产生的有效措施。公司整流系统共有四台整流变压器,为提高等效相数,分别将整流变压器接成△/△▽和Y/△▽,从而组成12相整流系统,这时单套6脉波整流的工作原理不变,只是一台整流变压器通过Y/△移相使5,7,17,19……次谐波相互抵消,注入系统的只有12K±1次特征谐波,在不增加设备的前提下,达到了最大限度抑制谐波分量,减少了谐波分量对电容运行的影响的目的。
对提高功率因数采取的措施
提高自然功率因数
提高自然功率因数主要是靠提高变压器、电动机负载率、调整负荷结构,使功率因数达到最佳。
二、并联移相电容提高功率因数
由于公司实际生产工艺中没有使用同步电机,所以采用并联移相电容器的方式进行功率因数补偿。
(一)、补偿方式的选择:
根据移相电容器在工厂供电系