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姓名：高业兴
单位：中材建设有限公司
邮编：100065
摘要：水泥厂中通常会用到异步电动机、变压器等用电设备，供电系统不仅要对这些设备供给有功功率，同时也需要对其供给无功功率。无功补偿能够提高功率因数、帮助水泥厂节约电能和减少生产成本，本文为此也将对其进行简要介绍。
关键词：无功补偿；水泥厂；应用
如果水泥厂的自然平均功率因数为0.70-0.85之间，其消耗电网的无功功率则会占到消耗有功功率的一半以上（通常为60%-90%）。当功率因数由0.70-0.85增加到0.95时，有功损耗则会下降20%-45%，此时无功消耗在有功消耗中占比约为30%。功率因数的降低，不仅会使系统中消耗大量的无功功率，同时还会带来很多其他危害，我们总结如下：
1功率因数低带来的危害
1.1网络的损耗大
补偿前后，线路传送的有功功率基本不变，功率因数如果下降，变压器和相关电气设备网络内部所消耗的电能便会增加，此时水泥厂的用电费用也会相应上升。
1.2网络输送容量低
当变压器容量维持不变时，功率因数的下降，会降低系统传送的有功功率，从而导致设备无法得到有效利用，这也会对水泥厂带来经济上的损失。
1.3用户侧电压偏移
功率因数下降的情况下，设备的电压往往会出现较大变化，其无功损耗也较多，设备老化速度会随之加快，从而导致设备的使用寿命被降低，设备无法长期、顺畅运行，各种安全问题不断，设备的原有设计寿命也会被大大缩短。因设备维护或出现故障等原因，还可能会给水泥厂带来严重的经济损失。
1.4力率电费增加（罚款）
我国供用电规则明确表示，工业用户与电力用户（装有带负荷调整电压装置），其功率因数必须超过0.9；所有功率因数不达标的上述两类用户，电业部门都会对其收纳力率电费（罚款）。实际操作可根据《功率因数调整电费办法》来严格执行。
2提高功率因数的意义
提高功率因素，能够将用电力系统内各发电变电设备的容量充分利用起来，加大其输电能力，缩减供电线路导线的截面，节约有色金属，降低电网中的功率及电能损耗，并逐步减轻线路中的电压损失，减少波动，从而达到节约电能与提高供电质量的效果。
3 无功补偿的方法
无功补偿的使用，其目的是为了提高功率因数。水泥厂的功率因数往往会随着负荷及电网电压的变化而发生变化。在对其进行无功补偿时，我们应对功率因数的下列几个概念做进一步了解：①瞬时功率因数，也就是在某一瞬间内，功率因数表所读取的功率因数，②自然功率因数，也就是没有装设人工补偿装置时读出的功率因数，③均权功率因数：以有功电能与无功电能为基准而计算出来的功率因数。功率因数的补偿方式，大体可分为下列两种：一种是提高自然功率因数，另一种则是对功率因数进行人工补偿。
1.提高自然功率因数
2.功率因数的人工补偿。现阶段，功率因数的人工补偿装置可分为同步补偿机与静止补偿器两种。同步补偿机的成本偏高，容易产生机械磨损，维修难度较大，因此使用较少。静止补偿器则是由并联电容器与其他电器等组合而成的一种无功补偿装置，它能向电网提供变动性较大的电容性无功功率。并联电容器补偿装置具有下列几大特征：①五机械旋转运动，磨损、噪音都比较小、维修简单、经济性高，②装置的功率损耗较低；③投资成本较小，仅为同步补偿机的一半或三分之一，④不仅可以集中，同时也可以进行分散，组合灵动性较好。装机容量、电压等级的选择性较强，且装置有较好的适应性；⑤电子技术与可控硅技术在并联电容器补偿装置中的应用，使并联电容器组能够实现自动投切，以对输出的电容性无功功率进行调节。从现阶段来看，并联电容器补偿装置，是功率因数人工补偿中使用最为广泛的一种补偿设备。实际中，应根据电力部门的相关规定来选择和确定无功补偿容量时，确保用电负荷的平均功率因数在0.9以上。选择无功补偿容量的程序时，应在同一时间内读出装置的有功电度表及无功电度表，然后算出功率因数 ，如下所示：
例如，某水泥厂当月的有功电度数为5000度，无功电度数为5100度，由此，我们可计算其功率因数：
而后可根据已知功率因数，以及要提高的功率因数值，来得出每千瓦所需补偿的电容量查表。
针对企业用电，电力部门通常会根据平均功率因数来进行奖励或处罚。如果用户功率因数是0.9，则无需进行奖惩，按正常电价进行收费即可。如果功率因数小于0.9，则加收电费。通过无功补偿装置，我们可将功率因数增加到0.95，这就能够降低收取的电费。水泥厂在其日常生产过程中，用电负荷也会有很大变化，其整体的无功功率也在不断改变。为使功率因数在任何情况下都能与整定值持平或略高，尤其是在用电高峰时，功率因数能处于较高水平，从而避免本厂在低负荷时造成过补偿，我们就必须将装设的并联电容器分成若干组，确保其能对各组电容器的投入与退出实行自动控制。现阶段，国内生产的并联电容器自动控制装置大部分都是根据无功功率来控制的，有些还装载了过电压保护电路。
3.自备发电机也应进行无功补偿。通常，发电机的额定功率因数会超过0.8，假如系统的无功负荷偏大，发电机在比额定功率因数更低的状态下运行（低于0.7），在定子与转子电流的影响下，发电机的千伏安容量与有功功率的输出都会相应被降低，此时无功功率也会限制有功输出。通过无功补偿来使功率因数提高后，其取得的效果较为可观。自备发电机进行无功补偿主要有两大优势：当发电机组按额定功率输出时得到补偿，柴油机能节省更多油耗；当发电机组按额定耗油量运行时得到补偿，发电机组的输出功率也会得到有效提高。实际操作中，我们只需利用开关进行调节和转换便可，无需额外安装并联电容器成套装置。
4无功补偿在水泥厂中的应用分析
4.1无功补偿电容的计算
针对单台电动机的无功补偿容量Q，我们可根据下列方式进行计算：
上式中，U代表电动机的额定电压kV；1代表电动机的空载电流A；K1代表推荐系数取0.9，电动机的空载电流I可通过实测获得。
4.2应用实例
西藏拉萨水泥厂煤磨主电机JR-245，8极定子电压为380V，定子电流为468A，转子电压为445V，转子电流为350A，额定功率因数为0.86，额定功率为24k5w。运行电流：补偿前与补偿后分别为460A与420A。下面来计算该电机的补偿容量（空载电流I=125A）：
我们从补偿前后，电流发生的变化可看出：电流明显在下降，可帮助水泥厂减少大量的电费。
4.3应用效果
无功补偿在水泥厂中的应用，提高了电网电压质量，使线路的稳态电压得到保障，并最终提高了上级变压器的负载率及电气设备的出力；电动机由启动到运行中的各个功率因数，减少了电流和功率损耗，取得了较为明显的节电效果；能进一步优化电动机的启动性能，使控制设备的寿命得到进一步延长。
5 结论
总之，就地补偿技术应用于距离电源远，运行时间较长且负载效率较低的电机上，有着非常显著地节能效果。只要我们合理地选择和应用无功补偿技术，它可为水泥厂节电带来更高的经济效益。
参考文献：
[1]刘宝群，陈海昆.电力系统电容补偿装置的优化设计[J].华东电力.
2008，10
[2]傅永花，张波，丘东元.无功补偿自动投切装置-一个AC- AC 变
换器教学实例[J]实验技术与管理.2011.2
[3]程浩忠，吴浩.电力系统无功电压稳定性[M].北京：中国电力出版
社，2004.3.
[4]鹿守明，沈伯泽*无功自动补偿电容分组技术的研究与应用[A].煤
炭科技，2010.2
单位：中材建设有限公司
邮编：100065
摘要：水泥厂中通常会用到异步电动机、变压器等用电设备，供电系统不仅要对这些设备供给有功功率，同时也需要对其供给无功功率。无功补偿能够提高功率因数、帮助水泥厂节约电能和减少生产成本，本文为此也将对其进行简要介绍。
关键词：无功补偿；水泥厂；应用
如果水泥厂的自然平均功率因数为0.70-0.85之间，其消耗电网的无功功率则会占到消耗有功功率的一半以上（通常为60%-90%）。当功率因数由0.70-0.85增加到0.95时，有功损耗则会下降20%-45%，此时无功消耗在有功消耗中占比约为30%。功率因数的降低，不仅会使系统中消耗大量的无功功率，同时还会带来很多其他危害，我们总结如下：
1功率因数低带来的危害
1.1网络的损耗大
补偿前后，线路传送的有功功率基本不变，功率因数如果下降，变压器和相关电气设备网络内部所消耗的电能便会增加，此时水泥厂的用电费用也会相应上升。
1.2网络输送容量低
当变压器容量维持不变时，功率因数的下降，会降低系统传送的有功功率，从而导致设备无法得到有效利用，这也会对水泥厂带来经济上的损失。
1.3用户侧电压偏移
功率因数下降的情况下，设备的电压往往会出现较大变化，其无功损耗也较多，设备老化速度会随之加快，从而导致设备的使用寿命被降低，设备无法长期、顺畅运行，各种安全问题不断，设备的原有设计寿命也会被大大缩短。因设备维护或出现故障等原因，还可能会给水泥厂带来严重的经济损失。
1.4力率电费增加（罚款）
我国供用电规则明确表示，工业用户与电力用户（装有带负荷调整电压装置），其功率因数必须超过0.9；所有功率因数不达标的上述两类用户，电业部门都会对其收纳力率电费（罚款）。实际操作可根据《功率因数调整电费办法》来严格执行。
2提高功率因数的意义
提高功率因素，能够将用电力系统内各发电变电设备的容量充分利用起来，加大其输电能力，缩减供电线路导线的截面，节约有色金属，降低电网中的功率及电能损耗，并逐步减轻线路中的电压损失，减少波动，从而达到节约电能与提高供电质量的效果。
3 无功补偿的方法
无功补偿的使用，其目的是为了提高功率因数。水泥厂的功率因数往往会随着负荷及电网电压的变化而发生变化。在对其进行无功补偿时，我们应对功率因数的下列几个概念做进一步了解：①瞬时功率因数，也就是在某一瞬间内，功率因数表所读取的功率因数，②自然功率因数，也就是没有装设人工补偿装置时读出的功率因数，③均权功率因数：以有功电能与无功电能为基准而计算出来的功率因数。功率因数的补偿方式，大体可分为下列两种：一种是提高自然功率因数，另一种则是对功率因数进行人工补偿。
1.提高自然功率因数
2.功率因数的人工补偿。现阶段，功率因数的人工补偿装置可分为同步补偿机与静止补偿器两种。同步补偿机的成本偏高，容易产生机械磨损，维修难度较大，因此使用较少。静止补偿器则是由并联电容器与其他电器等组合而成的一种无功补偿装置，它能向电网提供变动性较大的电容性无功功率。并联电容器补偿装置具有下列几大特征：①五机械旋转运动，磨损、噪音都比较小、维修简单、经济性高，②装置的功率损耗较低；③投资成本较小，仅为同步补偿机的一半或三分之一，④不仅可以集中，同时也可以进行分散，组合灵动性较好。装机容量、电压等级的选择性较强，且装置有较好的适应性；⑤电子技术与可控硅技术在并联电容器补偿装置中的应用，使并联电容器组能够实现自动投切，以对输出的电容性无功功率进行调节。从现阶段来看，并联电容器补偿装置，是功率因数人工补偿中使用最为广泛的一种补偿设备。实际中，应根据电力部门的相关规定来选择和确定无功补偿容量时，确保用电负荷的平均功率因数在0.9以上。选择无功补偿容量的程序时，应在同一时间内读出装置的有功电度表及无功电度表，然后算出功率因数 ，如下所示：
例如，某水泥厂当月的有功电度数为5000度，无功电度数为5100度，由此，我们可计算其功率因数：
而后可根据已知功率因数，以及要提高的功率因数值，来得出每千瓦所需补偿的电容量查表。
针对企业用电，电力部门通常会根据平均功率因数来进行奖励或处罚。如果用户功率因数是0.9，则无需进行奖惩，按正常电价进行收费即可。如果功率因数小于0.9，则加收电费。通过无功补偿装置，我们可将功率因数增加到0.95，这就能够降低收取的电费。水泥厂在其日常生产过程中，用电负荷也会有很大变化，其整体的无功功率也在不断改变。为使功率因数在任何情况下都能与整定值持平或略高，尤其是在用电高峰时，功率因数能处于较高水平，从而避免本厂在低负荷时造成过补偿，我们就必须将装设的并联电容器分成若干组，确保其能对各组电容器的投入与退出实行自动控制。现阶段，国内生产的并联电容器自动控制装置大部分都是根据无功功率来控制的，有些还装载了过电压保护电路。
3.自备发电机也应进行无功补偿。通常，发电机的额定功率因数会超过0.8，假如系统的无功负荷偏大，发电机在比额定功率因数更低的状态下运行（低于0.7），在定子与转子电流的影响下，发电机的千伏安容量与有功功率的输出都会相应被降低，此时无功功率也会限制有功输出。通过无功补偿来使功率因数提高后，其取得的效果较为可观。自备发电机进行无功补偿主要有两大优势：当发电机组按额定功率输出时得到补偿，柴油机能节省更多油耗；当发电机组按额定耗油量运行时得到补偿，发电机组的输出功率也会得到有效提高。实际操作中，我们只需利用开关进行调节和转换便可，无需额外安装并联电容器成套装置。
4无功补偿在水泥厂中的应用分析
4.1无功补偿电容的计算
针对单台电动机的无功补偿容量Q，我们可根据下列方式进行计算：
上式中，U代表电动机的额定电压kV；1代表电动机的空载电流A；K1代表推荐系数取0.9，电动机的空载电流I可通过实测获得。
4.2应用实例
西藏拉萨水泥厂煤磨主电机JR-245，8极定子电压为380V，定子电流为468A，转子电压为445V，转子电流为350A，额定功率因数为0.86，额定功率为24k5w。运行电流：补偿前与补偿后分别为460A与420A。下面来计算该电机的补偿容量（空载电流I=125A）：
我们从补偿前后，电流发生的变化可看出：电流明显在下降，可帮助水泥厂减少大量的电费。
4.3应用效果
无功补偿在水泥厂中的应用，提高了电网电压质量，使线路的稳态电压得到保障，并最终提高了上级变压器的负载率及电气设备的出力；电动机由启动到运行中的各个功率因数，减少了电流和功率损耗，取得了较为明显的节电效果；能进一步优化电动机的启动性能，使控制设备的寿命得到进一步延长。
5 结论
总之，就地补偿技术应用于距离电源远，运行时间较长且负载效率较低的电机上，有着非常显著地节能效果。只要我们合理地选择和应用无功补偿技术，它可为水泥厂节电带来更高的经济效益。
参考文献：
[1]刘宝群，陈海昆.电力系统电容补偿装置的优化设计[J].华东电力.
2008，10
[2]傅永花，张波，丘东元.无功补偿自动投切装置-一个AC- AC 变
换器教学实例[J]实验技术与管理.2011.2
[3]程浩忠，吴浩.电力系统无功电压稳定性[M].北京：中国电力出版
社，2004.3.
[4]鹿守明，沈伯泽*无功自动补偿电容分组技术的研究与应用[A].煤
炭科技，2010.2