某淀粉厂无功补偿改造及节能经济效果分析

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:According to the data of the production run and the result of power loss assessment, Calculated and analyzed ofthe 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：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。

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。

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0.4ＫＶ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：

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

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） 3100 2512 -588 -18.96

2 有功功率（kW） 1600 1600 0 0

3 无功功率（kVar） 1224 407 -817 -66.7

4 功率因数 0.78 0.96 0.18 23.07

补偿前后供电线路及变压器的电能损耗计算

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。

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)

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。

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：

式中，、为补偿前后的功率因数；为变压器的短路损耗功率（kW）；为有功负荷（kW）；为变压器额定容量（kVA）。

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。

补偿后总的电能损耗

补偿后年损耗减少量：=4176.04+147345.17= 151521.21kWh

经济效果分析

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。

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。

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。

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：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。

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