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采取动态无功补偿装置节能降损的效果举例说明

2016-10-11 14:32:14

 TSC型动态无功补偿装置是专用于低压电网实现快速投切的无功补偿装置。适用于中频冶炼、变频、轧机、整流设备、汽车点焊、造船焊机等快速冲击性负荷的环境。该装置采用了电感和电容器组成串联谐振回路,吸收部分负载产生的谐波,避免谐波电流对电容器的影响,使电容能安全的在谐波环境的使用,同时不会引起系统谐波放大,提高设备和其它电器组件运行的可靠性。
该设备动态响应时间为≤20ms,能实时跟踪负载变化,即时补偿无功功率,使用户功率因数保持在0.95以上。系统的操作可分自动运行和手动操作。动态无功补偿装置

 

例1:某焊网厂加装厦门冠欧的TSCGO-600 kvar低压动态补偿电容柜,设定补偿限值cosφ为0.95,小于限值则动态顺序投入电容器组。如功率因数超前,向线路反送无功功率,则开始顺序切除电容器,使功率因数在一个相对稳定的区域保持动态平衡。试机时一次电流1050A,cosφ = 0.7,装置动态投入400kvar后,功率因数接近到1,一次电流变为750A,电流是补偿前的电流的70%,即减少线路电流30%左右。

 

          表1列出了补偿前后参数的变化:

 

表 1   补偿前后参数的变化

功率因数

负荷电流/A

计算值/A

有功电流

无功电流

补偿前0.7

1050

735

746

补偿后1.0

 750

735

0

注:按现场控制盘仪表指示

 

 

例2:某汽车配厂电焊车间加装厦门冠欧TSCGO-500 kvar低压动态补偿柜,补偿前功率因数≤0.75,线路电流1300 A,动态补偿到功率因数为0.96后一次电流是1000 A,直观减少线路电流25%左右。

 

 

根据电路原理,线路的损耗与负荷电流的平方成正比,线路电流大则损耗大,线路电流减小则线损减少,例1中,补偿前电流为I,补偿后电流大约为0.7×I,根据DP = 3I2R,所以补偿后的线路损耗为补偿前线路损耗值的49 %,线路损耗降低了大约51%左右。例2中线路补偿后电流大约是补偿前电流的0.77,所以补偿后的线路损耗大概是补偿前线路损耗的59%。

 

 

推算出补偿前后功率因数的变化与线路损耗变化的关系:

 

 

表 2   补偿前后线路损耗之比

补偿前功率因数

补偿后功率因数

0.85

0.90

0.95

1.00

0.85

1

0.80

0.80

0.72

0.80

0.88

0.79

0.70

0.64

0.75

0.78

0.69

0.63

0.56

0.70

0.68

0.60

0.54

0.49

按表2所示:例1功率因数从0.7提高到1,补偿后的线路损耗为补偿前线路损耗的49%;线路功率因数从0.75提高到0.95后,线路损耗为补偿前的63%,降低线损效果明显。

 

 

例3: 某氨纶股份有限公司B区制冷机、空压机电机进行了电机补偿装置的安装调试,从安装后测试结果看,平均降低电流22-51(A),电机功率因数提高到0.98,(见测试结果对比表),减少了公司内部低压电网的消耗,从而达到了节电的目的。 

 

 

测试结果对比表:

 

 

设备名称

设备容量(kW)

补前功率因数COSφ1

补后功率因数COSφ2

电流下降△(A)

制冷压缩机LM1-110M、B4

110

0.84

0.98

22

制冷压缩机LM1-200M、B2

220

0.89

0.98

41

制冷压缩机LM1-250MA1C1

250

0.86

0.98

51

制冷压缩机2DLGS-K2、D2

250

0.89

0.986

49

 

制冷压缩机2DLGS-K2、D5

250

0.89

0.98

48

空气压缩机20S-200A、D1

150

0.87

0.98

38

空气压缩机20S-200A、D2

150

0.86

0.978

36

空气压缩机20S-200A、D3

150

0.87

0.982

40

空气压缩机60A-160、B1

160

0.88

0.98

46

空气压缩机60A-160、B2

160

0.89

0.973

48

由于电流减少,变压器的铜损及公司内部的低压损耗都降低。  

 

 

配电系统电流下降率△I%=(1-0.87/0.98)×100%=11%;  

 

 

配电系统损耗下降率 △P%=(1-0.872/0.982)×100%=11.2%  

 

 

该公司B区制冷机、空压机电动机补偿的总容量为780千乏,电流平均总下降518(A),依据GB/T12497-1997中计算公式,安装电动机补偿装置后,年可节电量=补偿容量×无功经济当量×年运行时间=780×0.04×24×300=224640kWh,节约价值11.2万元,补偿投资费用(包括设备的购置、安装及现场调试)为:6.24万元。(80元/千乏) 

 

 

用户低压端无功补偿装置一般按照用户无功负荷的变化动态投切补偿电容器,达到动态控制的目的,可以做到不向高压线路反送无功电能。在配电网中,若各用户低压侧配置了足够的无功补偿装置,则可使配电线路中的无功电流变小,也使配电线路的有功功率损耗变小。另外,线路中的无功电流小,也使线路压降减少,电压波动减少。