提高功率因數(shù)的方法

采用降低各用電設(shè)備所需的無功功率以改善其功率因數(shù)的措施,稱為提高自然功率因數(shù)的方法1 主要有:

(1) 　正確選用異步電動機(jī)的型號與容量。據(jù)有關(guān)資料介紹,我國中小型異步電動機(jī)的用電負(fù)荷約占電網(wǎng)總負(fù)荷的80 %以上,幾個(gè)主要電網(wǎng)中,電動機(jī)所耗能占整個(gè)工業(yè)用電量的60 %～ 68 %左右1 因此做好電動機(jī)的降損節(jié)能具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義1 正確選用異步電動機(jī),使其額定容量與所帶負(fù)載相配合,對于改善功率因數(shù)是十分重要的1 在選型方面,要注意選用節(jié)能型,淘汰高能耗的電動機(jī),并依據(jù)電機(jī)機(jī)械工作對啟動力矩、啟動次數(shù)、調(diào)速等方面的具體要求,選用不同的型號。 電動機(jī)的效率η與功率因數(shù)cosφ是反映電動機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平的主要指標(biāo),都與負(fù)載率β有密切關(guān)系1 GB/ T 12497 - 90 對三相異步電機(jī)三個(gè)運(yùn)行區(qū)域規(guī)定如下:

當(dāng)負(fù)載率β在70 %～ 100 %之間時(shí),為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū);

當(dāng)40 % ≤β ≤70 %時(shí),為一般運(yùn)行區(qū);

當(dāng)β 40 % 時(shí),為非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)1

(2) 　根據(jù)負(fù)荷選用相匹配的變壓器。電力變壓器一次側(cè)功率因數(shù)不但與負(fù)荷的功率因數(shù)有關(guān),而且與負(fù)荷率有關(guān)1 若變壓器滿載運(yùn)行,一次側(cè)功率因數(shù)僅比二次側(cè)降低約3 ～ 5 %;若變壓器輕載運(yùn)行,當(dāng)負(fù)荷小于0. 6 時(shí),一次側(cè)功率因數(shù)就顯著下降,下降達(dá)11 ～ 18 %,所以電力變壓器的負(fù)荷率在0. 6 以上運(yùn)行時(shí)才較經(jīng)濟(jì),一般應(yīng)在60 %～ 70 %比較合適1 為了充分利用設(shè)備和提高功率因數(shù),電力變壓器一般不宜作輕載運(yùn)行。當(dāng)電力變壓器負(fù)荷率小于30 %時(shí),應(yīng)當(dāng)更換成容量較小的變壓器1

(3) 　合理安排和調(diào)整工藝流程。合理安排和調(diào)整工藝流程, 改善電機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài), 限制電焊機(jī)和機(jī)床電動機(jī)的空載運(yùn)行1 例如可采用空載自動延時(shí)斷電裝置流程等1

(4) 　異步電動機(jī)同步化運(yùn)行。對于負(fù)荷率不大于0. 7 及最大負(fù)荷不大于90 % 額定功率的繞線式異步電動機(jī),必要時(shí)可使其同步化,即當(dāng)繞線式異步電動機(jī)在起動完畢以后,向轉(zhuǎn)子三相繞組中送入直流勵磁,即產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩把異步電動機(jī)牽入同步運(yùn)行,其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與同步電動機(jī)相似1 在過勵磁的情況下,電動機(jī)可向電網(wǎng)送出無功功率,從而達(dá)到改善功率因數(shù)的目的。

5. 2 　提高功率因數(shù)的補(bǔ)償方法

采用供應(yīng)無功功率的設(shè)備來補(bǔ)償用電設(shè)備所需的無功功率,以提高其功率因數(shù)的措施,稱為提高功率因數(shù)的補(bǔ)償方法。采用補(bǔ)償法來提高功率因數(shù),必須增加新設(shè)備、增加有色與黑色金屬的需用量。 此外,補(bǔ)償設(shè)備本身也有功率損失,所以從整體來看,應(yīng)首先采用提高用電設(shè)備自然功率因數(shù)的方法。 但當(dāng)功率因數(shù)還達(dá)不到《電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》所要求的數(shù)值時(shí),則需采用專門的補(bǔ)償設(shè)備來提高功率因數(shù)。應(yīng)用人工補(bǔ)償無功功率的方法通常有應(yīng)用移相電容器(即靜電電容器) 、采用同步電動機(jī)和采用同步調(diào)相機(jī)三種方法。

同步電動機(jī)在過勵磁方式運(yùn)行(0. 8 ～ 0. 9 超前) 時(shí),就向電力系統(tǒng)輸送無功功率,提高了工業(yè)企業(yè)的功率因數(shù)1 一般在滿足工藝條件下,采用或不采用同步電動機(jī)來提高企業(yè)的功率因數(shù),應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。通常對低速、恒速且長期連續(xù)工作的容量較大的電動機(jī),宜采用同步電動機(jī)組,如軋鋼的電動機(jī)組、球磨機(jī)、空壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備1 這些設(shè)備采用同步電動機(jī)為原動機(jī)時(shí),其容量一般在250 KW 以上,環(huán)境與啟動條件均能滿足同步電動機(jī)的要求,而且停歇時(shí)間較少,因此對改善功率因數(shù)能起很大作用1 但是同步電動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并且附有一套啟動控制設(shè)備,維護(hù)工作量大,價(jià)格較異步電動機(jī)貴,而且目前高壓移相電容器價(jià)格普遍降低,這就相應(yīng)地提高了“異步電動機(jī)加移相電容器的補(bǔ)償方案”的優(yōu)越性1 移相電容器由于具有功率損耗小、運(yùn)行維修很方便、短路電流小等優(yōu)點(diǎn)而在工業(yè)企業(yè)中被廣泛用作人工補(bǔ)償裝置。

綜上所述,提高功率因數(shù)必然對國家的能源利用、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益起到促進(jìn)作用, 是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)損耗以及安全運(yùn)行所不可缺少的條件1 應(yīng)根據(jù)不同情況采取相應(yīng)措施來提高功率因數(shù),降低無功損耗,從而提高經(jīng)濟(jì)效益。