長安某汽車零部件配套廠改造

測試背景

長安某汽車零部件配套廠廠區(qū)有一臺800KVA箱變，共兩個生產(chǎn)車間，分別為液壓車間及焊接車間，現(xiàn)場觀察功率因數(shù)為0.91，但是上月向供電局交了7000多元的力調費，現(xiàn)場負荷為液壓機、焊機等設備，此次測量目標是為了檢測其當前系統(tǒng)的電能質量情況及補償設備的工作情況，并提出合理方案供客戶參考。

現(xiàn)場照片：

測試儀器

FLUKE434電力諧波分析儀：

FLUKE434是美國福祿克公司生產(chǎn)的專業(yè)測量電能質量的測試儀，功能全面、精度高、監(jiān)測及記錄電力質量、電力質量故障診斷功能最全面的儀器，測量功率及電能、突升、突降、閃變、諧波分析到100次，高頻瞬態(tài)測量、檢測及波形顯示、各電氣參數(shù)的驟升驟降趨勢圖等。

設備技術參數(shù)

電壓精度0.1%

電流精度0.5%

測量范圍0~1000V

根據(jù)IEC610000-4-8標準進行測量

FLUKE測溫儀,型號62Mini

萬用表VICTOR VC890D

電容表VICTOR 6013

測試位置

800KVA箱變低壓總進線柜進行測試。

測試數(shù)據(jù)

系統(tǒng)主要負荷為液壓機、焊機等設備，測試時有3臺固定點焊機在工作，液壓機運行時主要產(chǎn)生5、7次諧波，而焊機工作時主要產(chǎn)生3次諧波，三相負載現(xiàn)目前還比較平衡?，F(xiàn)無功補償控制器上顯示功率因數(shù)為0.91，根據(jù)儀器測試數(shù)據(jù)功率因數(shù)不足0.9，存在電力罰款，同時通過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，無功補償投入后諧波電流存在放大現(xiàn)象。

結論

a、設備端與配電系統(tǒng)電纜線長度超過200M,無功電流傳輸，導致功率因數(shù)低，線路電流增加，線路損耗增加，電能有效利用率低。

b、該變壓器低壓側配電中存在少量諧波電流，單電容補償將諧波放大，諧波的注入加大線路損耗（諧波損耗、發(fā)熱），原有補償電容器抗諧波能力弱，容易出現(xiàn)電容器過流發(fā)熱，嚴重時可能會引起電容器鼓肚，更易引發(fā)安全事故。

原補償柜性能分析

a、接觸器投切時間不能控制，投切過程易產(chǎn)生拉弧，多次動作時觸點易粘連、燒壞，造成缺相、過補、燒毀等現(xiàn)象。

b、機械觸點動作慢，響應時間長，對沖擊性負荷所需的無功功率不能有效快速的補償。

c、接觸器頻繁投切電容器過程中，時常引起嚴重電流涌流和操作過電壓現(xiàn)象，嚴重影響自身壽命。

d、補償柜電容耐受諧波能力弱，且散熱設計不合理，長期在諧波環(huán)境下運行易出現(xiàn)過熱鼓肚，使得安全隱患大大增加！

安裝電容補償柜帶來的效益

1、保證月均功率因數(shù)達0.9以上，免除電力罰款。

2、降低系統(tǒng)運行電流，降低電纜線發(fā)熱，降低線路損耗，提升電能有效利用率。

3、補償柜安全可靠運行，減少補償柜維護費用。

4、消除安全隱患，避免造成安全事故。

5、釋放變壓器空間，增加變壓器載負荷量。

解決方案

本方案考慮到用戶電力罰款和安全運行問題，為客戶量身定制了低壓動態(tài)補償電能質量解決方案，同時改善公司配電系統(tǒng)電能質量、提高功率因數(shù)并降低線路損耗達到節(jié)能降耗的目標，為用戶取得最大的經(jīng)濟效益。

設計依據(jù)

根據(jù)負載參數(shù)、負載特性，諧波數(shù)據(jù)及工程經(jīng)驗，本項目補償方案設計如下：

現(xiàn)場變壓器額定容量800KVA，測試時主要為液壓機在工作，焊機僅有少量工作，但用戶后期會使用到多數(shù)焊機，需將此情況考慮到補償容量計算，同時焊機工作時所產(chǎn)生的3次諧波也應解決，為滿足企業(yè)在生產(chǎn)高峰期的高效用電需求，制定解決方案

節(jié)能分析

用戶電費組成

用戶每月電費=電度電費+基本電費+力率調整電費；其中電度電費＝用戶每月實際發(fā)生的用電量×電度電價，基本電費＝用戶所使用的變壓器容量（用電需量）大小×基本電價（基本電價各地區(qū)有差異），力率調整電費=無功度數(shù)/有功度數(shù)后的比例值，計算出用戶功率因數(shù)，對照下表查到相應的調整數(shù)，調整百分值*總電費＝相應的罰款或獎勵。

附表

減收電費		增收電費
實際功率因數(shù)	月電費減少％	實際功率因數(shù)	月電費增加％	實際功率因數(shù)	月電費增加％
0.90	0.00	0.89	0.5	0.75	7.5
0.91	0.15	0.88	1.0	0.74	8.0
0.92	0.30	0.87	1.5	0.73	8.5
0.93	0.45	0.86	2.0	0.72	9.0
0.94	0.60	0.85	2.5	0.71	9.5
0.95~1.00	0.75	0.84	3.0	0.70	10.0
		0.83	3.5	0.69	11.0
		0.82	4.0	0.68	12.0
		0.81	4.5	0.67	13.0
		0.80	5.0	0.66	14.0
		0.79	5.5	0.65	15.0
		0.78	6.0	功率因數(shù)自0.64及以下，每降低0.01電費增加2％
		0.77	6.5
		0.76	7.0

電費節(jié)省（電價因區(qū)域不同有所差異）

電力罰款：

據(jù)用戶描述上月罰款7000多元，照此情況下去一年罰款數(shù)額約為7000×12=84000元/年

電費獎勵：

考核點功率因數(shù)提升到0.9以上將按不同額度百分比進行電費獎勵，此處不進行計算。

節(jié)能降耗：

實施方案后補償效果提升，將明顯降低無功電流，線路的發(fā)熱損耗降低，浪費的電能更少。

綜合以上費用，實施補償改進方案后每年節(jié)省的費用至少將達到10萬元以上。

間接經(jīng)濟分析

a、大限度降低線損，減小基波電流。補償投入后系統(tǒng)電流降低，消除補償柜與系統(tǒng)發(fā)生諧振安全隱患，避免開關柜跳閘影響生產(chǎn)。

b、動態(tài)補償、準確過零投切，防止拉弧，補償柜良好運行，減少了更換壞損原件的問題。

c、延長用電設備的使用壽命，設備在額定狀態(tài)下運行，發(fā)揮出最佳經(jīng)濟效益。

d、優(yōu)化用電質量，提高電壓合格率，減小電壓波動，抑制電壓閃變，提高電網(wǎng)安全運行的可靠性，降低設備使用故障率。