某淀粉厂无功补偿改造及节能经济效果分析

某淀粉厂无功补偿改造及节能经济效果分析某淀粉厂无功补偿改造及节能经济效果分析 王举强 言翠文 西王集团有限公司 山东邹平 256209 摘要 摘要 根据生产运行数据及供电损耗考核结果 对高压输电线路 配电变压器及低压输电 线路的损耗进行理论计算并做分析 然后有针对性地增加无功功率补偿设备提高功率因数 对企业供电网进行无功补偿改造 降低变损线损造成的能耗浪费 达到节能和稳定生产的 目的 本文主要讲述节能带来的经济效益 Abstract Abstract According to the data of the production run and the result of power loss assessment Calculated and analyzed of the loss of high voltage transmission lines distribution transformers and low voltage power transmission and then targeted to added to power compensation equipment to improve power factor transformed of enterprise power grid by reactive power compensation achieved the purpose of energy saving and stable production reduced energy waste caused by line losses achieved the purpose of the production of energy saving and stable This paper focuses on the energy saving economic benefits 关键词 关键词 变损 线损 降损 投资回报 为响应国家节能降耗的政策 生产企业也加大了对企业能耗点的控制 我公司某淀粉 厂根据生产报表数据及供电损耗考核情况 对生产过程的损耗点进行了分析和计算 并有 针对性地采用无功功率补偿设备提高功率因数 对企业供电电网进行改造 降低供电损耗 对企业的能耗浪费 达到节能降耗的目的 1 1 该工厂的供电简介及无功有功分析该工厂的供电简介及无功有功分析 该厂有一个 35KV 等级厂内变电站 当地供电公司供给一回 35KV 电源 站内 35KV 单母 线对企业供电 设进线柜一个 出线柜四个 PT 柜一个 低压配电系统由四台 2500kVA 的 35 0 4 直变变压器并列运行 低压 400V 主要负荷为电动机 部分采用变频器调节 通过 数据汇总及运行记录发现实际运行功率因数在 0 76 0 80 之间 大家都知道在负荷的有 功功率 P 保持不变的条件下 提高负荷的功率因数 可以减小负荷所需的无功功率 Q 进 而减少通过线路及变压器的无功功率 来达到减少线路和变压器的有功功率和电能损耗的 目的 2 2 补偿方式和无功补偿容量计算补偿方式和无功补偿容量计算 2 1 补偿方式的确定 根据以上有功无功以及该厂运行性参数分析后 该厂及时加强了日常管理 包括 搞 好线损统计 日 月报表数据分析 发现管理工作中存在的问题及时处理 合理安排检修 认真清除线路障碍 对线路及变电站绝缘子进行擦拭维护 减少线路及站内漏电 加强抄 表管理 规定抄表时间及抄表责任人制 在采取了以上措施后 发现该厂运行数据比原来更准确系统了 正常运行功率因数一 般维持在 0 78 左右 运行电流在 3100A 每台变压器低压侧 0 4 开关 高压 35KV 部 分电压比较正常一般在 34 35 5KV 之间 低压 0 4KV 级电压一般比较低在 0 34 0 375KV 之间 结合以上数据 日常运行参数和该厂配电系统现有负荷大部分为容性负荷的特点 从而确定系统采用集中补偿无功补偿设备自动投切方式较为适合 并根据系统测得谐波数 据通过计算上一定数量的低压滤波电抗器 2 2 根据实际测量计算该厂无功补偿容量 单台变压器负载无功功率计算公式如下 ccc tgPQ 式中为变压器负载有功功率 kW 为变压器负载无功功率 kVar 为变压器 c P c Q c 负载功率因数角 由上式 功率因数由提高到所需无功补偿量为 1 Cos 2 Cos 1 1 1 1 2 2 1 2 CosCos PQ c 当 1 时 无功得到全部补偿 结合当地供电公司要求和节能考虑补偿后功率因 2 Cos 数在 0 95 0 97 之间较为理想 在此补偿后的功率因数按 0 96 计算 根据现场测试数据 变压器负载有功功率为 1600kW 功率因数 0 78 电流为 3100A 根据上以上公式可得单台 变压器补偿容量需要 817KVar 经计算单台变压器补偿前后效果如下表所示 序号参数补偿前补偿后效果相对效果 1 电流 A 31002512 588 18 96 2 有功功率 kW 1600160000 3 无功功率 kVar 1224407 817 66 7 4 功率因数 0 780 960 1823 07 3 3 补偿前后供电线路及变压器的电能损耗计算补偿前后供电线路及变压器的电能损耗计算 1 低压电缆电能损耗 采用低压母线集中补偿方式后 补偿点距离变压器低压出线端很近 低压出现电缆很 短 且补偿后低压母线电压升至 0 40kV 故补偿前后电能损耗变化不大 忽略不计 2 高压线路电能损耗 高压供电线路为从供电公司上一级 35kV 变电站出线至本级变电站高压进线柜所用电缆 电缆截面积 240 平方 电缆长度约为 450 米 变压器低压侧无功补偿后 根据低压供电网 络出线电流变化可以测算出高压线路的电能损耗情况 其电能损耗减少值可由式进行计算 1000 KWh TIIRA 3 2 2 2 11 式中为高压线路单相电阻值 为线路电流 为变压器年运行时 R 1 I 2 I AT 间 小时 线路长度 450 米 截面积 240 平方毫米 查表计算 R 为 0 032 欧姆进行估算 单台变 压器补偿前电流为 3100A 补偿后电流为 2512A 年运行时间为 7000 小时 经计算 高压电 缆电能损耗年减少值为 4176 04kWh 3 变压器电能损耗 变压器损耗主要由空载损耗和短路损耗两部分组成 其中空载损耗与变压器负载大小 无关 在此仅计算补偿前后变压器短路损耗变化即可 无功补偿后 随着功率因数的提高 变压器的负载相应降低 电能损耗相应减少 其 减少量为 TP S P A k e 2 2 2 2 1 2 2 cos 1 cos 1 式中 为补偿前后的功率因数 为变压器的短路损耗功率 kW 为 1 cos 2 cos k P P 有功负荷 kW 为变压器额定容量 kVA e S 单台变压器额定容量为 2500kVA 短路损耗按 23kW 取值 经计算 补偿后单台变损年 减少量为 36836 29kWh 四台变损耗年减少量为 147345 17kWh 4 补偿后总的电能损耗 补偿后年损耗减少量 4176 04 147345 17 151521 21kWh 21 AAA 4 4 经济效果分析经济效果分析 1 节约电力电费 采用无功补偿后 每年减少线路和变压器损耗为 151521 21 千瓦时 按综合电价 0 79 元 kWh 计算 年节约电费 151521 21 0 79 119701 7559 元 2 功率因数调整电费 根据往年运行经验得知 单台变压器所带有功功率为 1600kW 年工作 7000 小时 年 消耗有功电量为 1120 万 kWh 补偿前功率因数 0 78 当地供电公司以功率因数 0 9 为基数 收取力率电费 调整系数为 6 该厂四台变压器年实际少支付力率电费为 4 11200000 0 79 6 2123520 元 3 综合经济效益 进行无功补偿后 年综合经济效益包括节约电力电费和供电部门减收力率调整电费两 部分 合计为 119701 76 2123520 2243221 76 元 5 5 投资回收时间投资回收时间 经过测算 该厂需要补偿容量约为 3268kVar 考虑冗余设计补偿容量 3500 kVar 工 程总费用约为 110 万元 功率因数提高后 年总经济效益约为 224 万元 预计综合经济效 益的投资回收期为 6 个月 总结总结 通过提高管理 细化考核后使该厂的原始数据更准确 更完整且数据更能及时 发表应问题 进一步数据分析测量以及计算得出了该厂无功现状 从而得到了该厂需要补 充无功功率的大小 通过计算后及时对该厂进行了改造 增加了无功补偿和谐波装置 对 该厂进行补偿后经过测试和原数据比对发现 增加无功补偿和谐波治理后 变压器二次侧 电流确实降低了 降低数据跟计算值基本吻合 这充分证明了该厂无功改造方案是成功的 参考参考文献文献 1 陈志博 几种常见无功补偿装置的基本原理及仿真 J 大功