墙地砖生产线供电系统中合理配置并联电容补偿装置的探索

1.前言

工厂节电有管理节电、结构节电和技术节电三种方式。并联电容补偿(以下简称电容补偿)作为工厂技术节电最主要的措施之一,在工矿企业供电系统的节电设计、节电改造中得到了广泛的应用。墙地砖生产线是耗电大户,它的动力源几乎全是异步电动机。在墙地砖生产线供电系统中合理配置并联电容补偿装置(以下简称电容补偿装置),一方面可使供电系统的无功线损减少到最低,另一方面可将供电系统的功率因素提到尽可能高的水平,以获得供电部门更多的电费返还(奖励),有效地降低每平方米墙地砖产品的电耗。

2.墙地砖生产线供电系统中电容补偿装置的配置

为了在墙地砖生产线供线电系统中合理的配置电容补偿装置,我厂节电改造时采用的是低压集中补偿+低压分组补偿+就地补偿三种方式相结合的办法C.我厂有两条墙地砖生产线,在这两条生产线的供电系统中,电容补偿装置的配置如图l所示。

2.1低压集中补偿

低压集中补偿是将电容补偿装置装设在低压配电室0.4 kV的母线上。由于我厂l号、2号主变压器分别安装在两个不同的低压配电室内,故我们在1号主变压器所在的低压配电室0.4 kV母线上和2号主变压器所在的低压配电室0.4 kV一母线上各装设了一面电容补偿屏。这种补偿方式的特点是: (1)可补偿l号、2号主变压器的无功功率损耗,并可缓解l号、2号主变压器有时超负荷运行的情况,使两台主变压器处于经济运行状态。(2)可使0.4 kV母线本身及0.4 kV母线前的输配电线路上的无功线损降至最低。(3)可适当提高低压配电室的输出电压,并使低压母线、高压母线上的功率因素稳定在0.96一0.98的范困内。(4)对0.4 kV母线以下的各供电线路无功线损不能补偿,经济效果一般。

图l所示的6.3 k V高压母线上的电容补偿装置,是我厂在60年代末建厂初期自制的,十分简易难于维修，,而且该电容补偿装置不能随负荷的变比进行调节,在两个低压配电室0.4 kV母线上装设了电容补偿屏后,就将该高压电容补偿装置的电容全部拆除了。

2.2低压分组补偿

二号辊道窑车间的供电线路较长(0.5KM),负荷大(207 kw)且又十分集中,我们采用低压分组补偿,将电容补偿屏装设在该车间总进线屏的毋线上。这种补偿方式的特点是: (1)可补偿二号辊道窑车间所消耗的无功功率,提高该车间的功率因素,使它稳定在0.96一0.98的范围内。(2)使该车间生产时引起的、在总进线屏母线前供电线路上的无功线损降至最低。(3)总进线屏后各供电线路上的无功线损不能补偿。(4)经济效果较低压集中补偿要好。

图1电容补偿装置在墙地砖生产线供电系统中的配里示意图

2.3就地补偿

G B1 24 9 7一09《三相异步电动机经济运行》国家标准中的7.6规定:对于50 kw以上的电动机,在安全允许的条件下,就地进行功率因素补偿。按此规定,我们对我厂55 kw以上(含55 kw)的三相异步电动机都进行了就地补偿。它们是: 一号球磨车间2台55 kw的八号球磨机电机,供水站2台75 kw的水泵电机, 二号球磨车间3台55kw的十吨球磨机电机。另对压缩空气供应站2台长期运行、功率较大(45 kw)且负载率又很低的空压机电机也进行了就地补偿。以上这些电机的就地补偿是将电容补偿箱装设在电机的接线端子上，电机工作，电容器马上投入，电机停止，电容器就立即切除。就地补偿的特点是：

（1）能补偿电机运行时所需的无功功率,提高电机的功率因素(我们设计是提高到0.96)和效率。

（2）能使电机运行引起的、在电机接线端子前供电线路上的无功线损减至最低。

（3）一次性投资多。

实际上墙地砖生产线中比较多的用到风机、空压机等，由于这些设备的电机在运行时负载率往往较低，故就地补偿也不必仅仅局限用于55KW以上的电动机，只要电机有一定的容量(如11KW以上的)且负载率又较低，在资金允许的情况下，都可进行就地补补偿。

通过以上的分析可以看出，电容补偿装置越靠近用电设备，经济效果就越明显。由于低压集中补偿、低压分组补偿和就地补偿各有所长、各有不足,我厂在两条墙地砖生产线供电系统中采用了这三种补偿方式相结合的办法后，形成了一个较为合理的电容补偿网络,从而使6.3KV高压母线上的功率因数可稳定在0.96—0.98的范围内，供电局给我厂的电费返还(奖励)每月近3400元左右,且整个供电网的线损也较以前有较大幅度的降低。

3配置电容补偿装置应注意的几个问题

3.1要正确选择电容器的投切方式

因为我厂低压配电室0.4 Vk母线及二号辊道窑车间总进线屏母线上的负荷是有一定变化的,在低压集中补偿屏和低压分组补偿屏中,我们选择电容器随负荷变化而自动控制投切的方式,即负荷升高,投人的电容器就增多;负荷降低,投人的电容器就相应减少,使功率因素能稳定在0.96一0.98的范围内,这样就能避免过补偿。对就地补偿,因电机功率是一定的,故电容器选择随电机开、停而全部投、切的方式。

3.2要正确确定所需要的补偿容量

在决定要采取电容补偿的地方,要确切了解该处的功率因素值,以便正确计算出所需要的补偿容量。我们对两个低压配电室o.4 vk母线及二号辊道窑车间总进线屏母线这三个地方,是根据实测的数据来计算确定所需要的补偿容量的。对就地补偿,也是通过实测电机运行时的功率因素来计算确定每台电机所需要的补偿容量的。根据实侧数据来计算确定的补偿容量,能接近实际所需要的补偿容量,这对就地补偿中防止电机过补偿尤为重要。

3.3要尽量选用性能好的新型元器件

由于性能好的新型元器件可减少以后对电容补偿装置的维修量,也可减少电容补偿装置的体积。我们在设计时,对电容器选用自愈式的,自愈式的电容本身具有短路保护、自放电及短时击穿自恢复的功能, 而且较油浸式的老式电容器重量轻、体积小,便于安装和维护。对电容器的投切选用CJ19系列交流接触器,该系列交流接触器有较好的涌流吸收功能.

4.结束语

墙地砖生产线一般都是三班连续生产的,设备基本上是24小时连续运行,电容器的利用率较高,在墙地砖生产线供电系统中,采用低压集中补偿+低压分组补偿+就地补偿三种方式相结合,合理的配置电容补偿装置可获得较好的经济效益. 我厂在节电改造,用于电容补偿装置的投资约在8万元左右,不到一年的时间即全部收回投资。