靳力爭，徐洪剛

（廣東興發(fā)鋁業(yè)（河南）有限公司，河南，沁陽，454591）

摘要：通過分析擠壓生產(chǎn)線用電設備的負荷特性，選擇合理的無功補償方式和適合的無功補償裝置、確定無功補償點，并指出選型方法和使用注意事項，進行實際節(jié)能效果分析和運行經(jīng)濟性分析。

關鍵詞：擠壓生產(chǎn)線；負荷特性；無功補償；節(jié)能；運行經(jīng)濟性

引言：由于鋁型材具有質(zhì)量輕、強度高、可塑性強、回收價值高等優(yōu)點，使得工業(yè)鋁型材在建筑及橋梁結(jié)構(gòu)、航空航天、交通運輸、機械制造業(yè)、電子電氣和空調(diào)散熱器及其它方面的應用也越來越廣泛。擠壓機作為鋁型材生產(chǎn)線的主要設備，其逐漸向大型化、自動化、高效化方向發(fā)展。大型化的擠壓機必然帶來設備計算功率的相應增加，而擠壓生產(chǎn)線中的主要負荷為大型電動機等感性負荷，其運行時必然消耗一定的無功功率用來建立旋轉(zhuǎn)磁場，尤其在空載及輕載時功率因數(shù)很低，為此必須根據(jù)擠壓生產(chǎn)線的負荷特點進行適當?shù)臒o功補償，但是具體選用那種補償方式、補償裝置、補償容量如何確定是本文討論的重點。

一、擠壓生產(chǎn)線負荷特性分析

1、設備組成

鋁型材擠壓生產(chǎn)線一般由主機（擠壓機及其附屬設備）和輔助設備兩大部分組成。輔助設備主要由鋁棒加熱爐、模具加熱爐、棚架裝置、時效爐等設備組成。

2、設備的負載性質(zhì)

鋁型材擠壓生產(chǎn)線的用電設備主要為拖到油泵和風機的三相異步電動機和加熱用電阻絲，其中三相異步電機總功率占整體生產(chǎn)線設備總功率的75%以上，所以在整條擠壓生產(chǎn)線用電設備組負荷呈感性。

3、生產(chǎn)線的供電方式

企業(yè)的低壓配電方式分為放射式、樹干式、變壓器干線式、鏈式等配電方式。放射式配電方式的優(yōu)點是各線路上的故障均不影響其他線路，配電可靠性高；且各線路繼電保護整定方便，易于實現(xiàn)自動化。由于擠壓機生產(chǎn)線一般由主機及輔助設備組成，且用電設備組容量較大，所以一般采用放射式配電方式，即整條擠壓生產(chǎn)線分為主機和輔助設備兩個設備組，兩個設備組分別由低壓配電室配電柜上相應的配電開關經(jīng)兩組供電電纜供電。

4、主機的負荷特點分析

4.1、擠壓機的工作過程

鋁棒坯料由加熱爐加熱到所需的擠壓溫度后，經(jīng)過熱剪切裝置將鋁棒切至合適長度，再由機械手送至“擠壓”位置，然后由擠壓機邊缸帶動工作缸活塞推動擠壓桿進行快速推進，直至擠壓桿桿頭部進入盛錠筒，此時預調(diào)好的主令開關發(fā)出信號，使工作缸由快速前進轉(zhuǎn)為慢速“工進”，對鋁棒進行擠壓加工。鋁棒擠壓完畢，盛錠筒與主缸同時后退，液壓剪動作將余料切除，完成一個動作循環(huán)。在擠壓前，盛錠筒及模具先進行預熱，在擠壓過程中盛錠筒由電加熱裝置保溫，溫度由溫控儀或PLC根據(jù)所需的擠壓要求自動調(diào)節(jié)，使其保持恒定。一個擠壓周期通常為幾分鐘，例如4000MT擠壓機擠壓1200mm鋁棒時一個擠壓周期約為210S，其中主油缸缸桿快進與工進時間約180S。

4.2、擠壓機設備組負荷特點及原始功率因數(shù)

擠壓機的主油泵電機采用空載啟動，擠壓機工作時所有油泵依次全部投入工作，啟動時油泵電機處于空載運行狀態(tài)。擠壓機在一個工作循環(huán)周期內(nèi)帶負載運行時間約為總時間的86%。在擠壓機快進狀態(tài)時，油泵電機處于輕載運行狀態(tài)。在工進階段，油泵電機處于重載運行狀態(tài)，而擠壓機工進時的第一階段即由快進轉(zhuǎn)工進時（鋁棒充滿盛錠筒時），擠壓機油泵電機負載最大。經(jīng)過現(xiàn)場測算，重載時間一般持續(xù)幾秒鐘左右，此后擠壓機及盛錠筒后退排氣，排氣后繼續(xù)工進，在鋁型材剛流出模具時負荷最大，此時間決定于模具形狀及結(jié)構(gòu)對鋁棒的阻力大小，模具對鋁棒的阻力越大，油泵電機滿載的持續(xù)時間越長，電機的負荷率越高，但一般持續(xù)十秒鐘左右負荷開始下降。也就是說在一個擠壓循環(huán)周期內(nèi)，作為擠壓機的主要大負荷用電設備，油泵電機滿載運行時間會出現(xiàn)兩次，間隔在幾秒鐘左右，每次持續(xù)數(shù)十秒鐘，大部分時間處于輕載運行狀態(tài)，油泵電機的負荷率較低。

總之，擠壓機設備組正常運行時具有沖擊負荷大、重載時間短、自然平均功率因數(shù)低的特點。經(jīng)過現(xiàn)場對擠壓機用電設備組的功率因數(shù)進行監(jiān)測，設備組自然平均功率因數(shù)低于0.65，工進時電機負荷最大，功率因數(shù)自然升高。

5、擠壓生產(chǎn)線輔助設備組的負荷特點

擠壓生產(chǎn)線的輔助設備主要由棒爐、模具爐、棚架、時效爐等組成，其負荷具有同期率低，負載率低、負荷變化較大但變化速度較慢，功率因數(shù)不高（經(jīng)實際監(jiān)測設備組平均功率因數(shù)在0.6-0.75之間）等特點。

二、功率因數(shù)的幾個概念：

1、瞬時功率因數(shù)：COSψ=P/√3UI 式中，P為某一時間有功功率表讀數(shù)（KW）；U為電壓表瞬間顯示值(V)；I為電流表測出的讀數(shù)（A）。

瞬時功率因數(shù)可用來了解和分析工廠或設備在生產(chǎn)過程中某一時間的功率因數(shù)值，借以了解當時的無功功率變化情況，研究是否需要和如何進行無功補償?shù)膯栴}。

2、平均功率因數(shù)：又稱加權平均功率因數(shù)，按下式計算

COSψ=Wp/√(Wp2+Wq2)=1/√(1+〖（Wq/Wp）〗^2 )

式中，Wp為某一段時間（通常取1個月）內(nèi)消耗的有功電能，由有功電能表讀取；Wq為某一段時間（通常取1個月）內(nèi)消耗的無功電能，由無功電能表讀取；

我國電力部門每月向用電企業(yè)收取電費，就是按月平均功率因數(shù)高低調(diào)整電費，凡功率因數(shù)每高于標準1%，獎勵當月電費總額的0.15%以此累計，0.75%封頂。功率因數(shù)每低于標準1%罰當月電費總額的0.5%。功率因數(shù)在0.7以下
每低于標準1%罰當月電費總額的1%，并以此類推，以鼓勵用電企業(yè)提供功率因數(shù)，減少供電系統(tǒng)的無功損耗。

3、最大負荷功率因數(shù)：是指通過計算負荷時的功率因數(shù)，按COSψ=P30/S30計算。

在我國《供電營業(yè)規(guī)則》規(guī)定：“用戶在當?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負荷時的功率因數(shù)應達到以下規(guī)定：100KVA及以上的高壓供電用戶功率因數(shù)為0.9以上，其它電力用戶功率因數(shù)應在0.85以上”。并規(guī)定，凡功率因數(shù)未達到上述規(guī)定的，應增添無功補償裝置，通常采用并聯(lián)電容器進行補償。這里所說的功率因數(shù)，是指最大負荷時功率因數(shù)。GB50052-1995<<供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》明確規(guī)定：“當采用提高自然功率因數(shù)措施后，仍達不到電網(wǎng)合理運行要求時，應采用并聯(lián)電力電容器作為無功補償裝置。只有在經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，確認采用同步電動機作為無功補償裝置合理時，才可采用同步電動機。

無功就地補償容量可以根據(jù)以下經(jīng)驗公式確定：Q≤UΙ0式中：Q---無功補償容量（kvar）；U---電動機的額定電壓（V）；Ι0---電動機空載電流（A）；但是無功就地補償也有其缺點：⑴不能全面取代高壓集中補償和低壓分組補償；眾所周之，無功補償按其安裝位置和接線方法可分為：高壓集中補償、低壓分組補償和低壓就地補償。其中就地補償區(qū)域最大，效果也好。但它總的電容器安裝容量比其它兩種方式要大，電容器利用率也低。高壓集中補償和低壓分組補償?shù)碾娙萜魅萘肯鄬^小，利用率也高，且能補償變壓器自身的無功損耗。為此，這三種補償方式各有應用范圍，應結(jié)合實際確定使用場合，各司其職

三、無功補償裝置的設置及節(jié)能效果分析

無功補償裝置的設置有很多種方案，不能一概而論，必須結(jié)合本企業(yè)的具體負荷特性及本企業(yè)的實際經(jīng)濟情況進行綜合分析、確定，使設備運行經(jīng)濟、投資成本降低。

無功補償?shù)姆绞降姆诸?/p>

根據(jù)無功補償裝置在電力系統(tǒng)中裝設位置的不同，無功補償方式分為集中補償方式（分高壓集中補償和低壓集中補償）、分組補償方式、就地補償方式、混合補償方式，如圖一所示。

1.1、高壓集中補償：指將高壓并聯(lián)電容器組裝在高壓母線處。從圖一可以看出，只能補償高壓母線前線路上的無功功率，所以這種補償范圍較小，補償效果較差。

1.2、低壓集中補償：是指將低壓并聯(lián)電容器組裝在車間變電所低壓母線處。這種補償方式可以補償?shù)蛪耗妇€前系統(tǒng)的無功功率，補償范圍比高壓集中補償方式補償范圍大，能夠使變壓器的視在功率減小，降低變壓器容量，因此降低了變壓器的損耗。供電部門通常對工廠的電費實行兩部電費制（一部是按每月的實際用電量收取電費，稱為電度電費，另一部分是按變壓器總?cè)萘渴杖‰娰M，稱為基本電費），主變的容量減少了，相應的基本電費就會減少，所以此種補償方式非常經(jīng)濟，在工廠中的應用非常普遍。

1.3、分組補償方式：是指將并聯(lián)電容器組裝在各設備組的總配電柜處，此種補償方式較前兩種補償方式補償范圍更大，可以有效補償各設備組前系統(tǒng)的無功功率，除具有前兩種補償方式的優(yōu)點外，在設備組有功計算負荷不變時使設備組的供電電纜計算電流減小，可以減少設備組供電電纜的截面積，起到降低電纜投資的作用。

1.4、就地補償方式：是指將并聯(lián)電容器組裝在需要補償?shù)母鱾€用電設備旁，補償設備隨用電設備進行投切，這種補償方式可以補償用電設備前系統(tǒng)的無功功率，補償范圍最大。但是投資較大且無功補償設備利用率低。

1.5、混合補償方式：指根據(jù)設備實際情況，同時采用前四種補償方式的兩種以上的補償方式，以達到最佳的補償效果。

2、鋁型材廠補償方式的確定

由于鋁型材企業(yè)的大功率負荷為擠壓機生產(chǎn)線，根據(jù)擠壓生產(chǎn)線的實際特點一般采用放射式供電方式，將大型擠壓生產(chǎn)線分為擠壓機用電設備組和輔助設備兩個設備組。小型擠壓生產(chǎn)線由于設備總功率較小一般一條擠壓生產(chǎn)線設置一臺總配電柜，再經(jīng)總配電柜各分支開關送至各個用電單元。由于擠壓生產(chǎn)線具有用電計算負荷大、平均功率因數(shù)低等特點，如果不對擠壓生產(chǎn)線用電設備組進行無功補償那么用電設備組的總計算電流I30將因為很大的無功電流而變的很大，這勢必使用電設備組的供電電纜截面積額外加大和電費的增加，造成投資成本和設備運行成本的增加同時因為無功電流的存在使得供電線路上的線損增加，線損的增加又會引起電壓降增大，所以必須對擠壓生產(chǎn)線用電設備組進行無功補償。由于大型用電設備為擠壓機油泵電機，單獨對每一臺油泵電機進行就地補償補償效果最好，但考慮到擠壓機配電柜離油泵電機較近，采用就地補償時無功補償柜設置數(shù)量過多投資較大，且無功補償設備利用率低，所以采用分組補償比較合適。

對于一條大型擠壓生產(chǎn)線宜設兩臺無功補償柜，分別對擠壓機設備組和輔助設備組進行補償或只在擠壓機用電設備組總電柜設一臺無功補償裝置，輔助設備的無功功率由配電室低壓母線上低壓集中補償裝置進行補償。對于小型擠壓生產(chǎn)線宜在該條生產(chǎn)線的總配電柜處設無功補償裝置一臺，車間行車、照明、主變壓器及其它零散負荷的無功功率由各低壓母線上的低壓集中補償裝置進行補償，所以對于擠壓車間既有大型擠壓生產(chǎn)線又有小型擠壓生產(chǎn)線的鋁型材企業(yè)來說宜采用分組補償加低壓集中補償方式相結(jié)合的混合補償方式。

3.無功補償裝置類型

根據(jù)控制方式的不同，無功補償裝置分以下幾種類型。

3.1、FC無功補償裝置：即固定電容器無功補償裝置，主要用于無功功率恒定的場合。

3.2、MSC機械式投切無功補償裝置，主要適用于無功功率變化速度緩慢的負荷。

3.3、TSC晶閘管投切電容器無功補償裝置，采用晶閘管作為無觸點開關，通過晶閘管的導通控制電容器的投切，由控制器實行動態(tài)實時分析、過零判斷，實現(xiàn)快速無沖擊的投入電容器組，不需要電容器放電即可再次投入，并且不會產(chǎn)生高次諧波，主要適用于負荷無功波動較大的場合，屬于動態(tài)補償裝置。

3.4、TCR晶閘管控制電抗器無功補償裝置，主要用于高壓側(cè)無功補償，適用于負荷無功波動大較大的場合，也屬于動態(tài)補償裝置。

3.5、同步調(diào)相機：相應慢、噪音大、損耗大、技術陳舊。

4、擠壓生產(chǎn)線無功補償裝置種類的選型

無功補償裝置類型的選取應根據(jù)負荷的實際變化特點進行選型，選型時安全性、可靠性應放在第一位，然后考慮運行的經(jīng)濟性和投資的成本，也就是說應結(jié)合實際綜合考慮，選擇適合的無功補償裝置。

由本文第一條關于擠壓生產(chǎn)線負荷特性的分析可知，擠壓生產(chǎn)線設備組平均功率因數(shù)較低，但功率因數(shù)變化較快。從理論上來說應采用TSC晶閘管投切電容器無功補償裝置為最佳方案，因為TSC晶閘管投切電容器裝置能適應各種快速變化的負載的無功補償，避免出現(xiàn)過補償或欠補償。但是考慮到擠壓機運行時無功功率較為恒定且采用TSC動態(tài)無功補償裝置投資較大，考慮到經(jīng)濟性及擠壓機負荷的實際特性（功率因數(shù)穩(wěn)定時間大于波動時間），只要將目標功率因數(shù)值、電容器的投、切時間等參數(shù)整定至合適值并對電容器、電抗器等設備進行合理選型，采用MSC投切裝置是完全可以滿足擠壓生產(chǎn)線補償要求的。筆者設計的MSC無功補償柜通過在廣東興發(fā)鋁業(yè)（河南）有限公司7條擠壓生產(chǎn)線上使用，功率因數(shù)由補償前的平均值0.7提高到0.95左右，且設備運行良好，完全能夠滿足補償要求。

5.無功補償裝置主要元件選型

我公司設計的無功補償柜主要由自愈式并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器、接觸器、熱繼電器、數(shù)字式無功功率自動補償控制器、過電壓保護器、放電指示燈、電流互感器等元件構(gòu)成，下面進行分別選型。

5.1、電容器的選型

（1）電容器類型的選擇：

電容器是無功補償裝置中的主要設備，電容器的質(zhì)量決定了無功補償設備運行的可靠性和經(jīng)濟性。目前市場上的補償用電容器從液體介質(zhì)上分主要有十二烷基苯、蓖麻油、石蠟、干式等電容器，按照固體介質(zhì)的不同上分為MJ金屬化膜和F（紙、薄膜復合）電容器。對于采用十二烷基苯或其他液體作為介電質(zhì)的并聯(lián)電容器，但是因為其存在電容器斷路短路時易產(chǎn)生爆炸造成液體泄漏等原因，使得使用安全性、可靠性較差。而干式電容器由于其介電質(zhì)為空氣，不會造成液體泄漏 ，所以應優(yōu)先采用。

我公司無功補償柜電容器采用西安西容BKMJ-0.4系列干式自愈式低壓電容器。該電容器內(nèi)部每個元件單獨設置有過流、過壓、過溫保護，保護較為完善。經(jīng)過近2年的使用，電容器運行良好。

（2）電容器額定電壓的選擇

電容器額定電壓必須大于等于實際電壓，因為所以Q與電壓的平方成正比，如果所選電容器額定電壓與實際工作電壓不同，則會出現(xiàn)實際功率與額定功率不同。電容器額定電壓高于實際電壓時，電容器實際輸出功率會小于額定容量，所以選擇電容器額定電壓時應考慮實際電壓與額定電壓差值對實際輸出功率的影響，選擇合適額定電壓合適額定容量的電容器，這一點在電容器選型時應特別注意。

5.2、無功補償容量的確定

（1）無功補償容量的計算公式

由圖二可以推出Qc=P30(tanψ1- tanψ)

式中：Qc為需補償?shù)臒o功容量；

P30為待補償?shù)挠秒娫O備組有功計算負荷；

tanψ1為補償前相位角的正切值；

tanψ為補償后相位角的正切值

由上面的公式可以看出，要計算補償容量必須知道設備組計算有功計算負荷、補償前的功率因數(shù)、補償后的功率因數(shù)。

（2）設備組有功計算負荷、補償前平均功率因數(shù)的確定

計算負荷Kd是供配電設計計算的基本依據(jù)。計算負荷確定的合理性直接影響到供電設備選型的合理性。計算負荷選的過大，將使電器和供電電纜選的過大，造成直接投資增加和有色金屬浪費。如果確定的過小，會使配電設備處于過負荷運行，增加電能損耗，導致絕緣過早老化甚至產(chǎn)生火災。所以計算負荷應力求接近實際。

目前國際上通常采用設備組的計算負荷的計算方法，有需用系數(shù)法和二項式法、利用系數(shù)法。但是不管用那種計算方法，對于擠壓機及其生產(chǎn)線目前尚未有準確數(shù)據(jù)可以參考。

筆者在廣東興發(fā)（河南）有限公司擠壓生產(chǎn)線用電設備組有功計算負荷及自然功率因數(shù)確定中，采用參考同行業(yè)同類型設備日有功負荷曲線逐條確定用電設備組有功計算負荷，并通過反向推導得出各擠壓生產(chǎn)線的需用系數(shù)。經(jīng)過計算統(tǒng)計，擠壓機主油泵電機在3臺以上的Kd約為0.45-0.52，主油泵為1臺的擠壓機Kd 接近1。最大負荷功率因數(shù)COSψ約為0.6-0.7。

通過廣東興發(fā)鋁業(yè)（河南）有限公司7條擠壓生產(chǎn)線的實際運行證明上述系數(shù)基本合理。

（3）目標功率因數(shù)值的確定

目標功率因數(shù)是確定補償容量的一個重要參數(shù)，目標功率因數(shù)選的過高會造成投資的增加和向系統(tǒng)倒送無功現(xiàn)象，目標功率因數(shù)選的過低會造成補償容量的不足，不能滿足補償要求，所以合理選擇目標功率因數(shù)值很重要。由于供電部門考核功率因數(shù)值為不低于0.9，考慮到用電設備組的線路損耗，目標功率因數(shù)確定在0.9-0.95之間可以滿足無功補償要求。

5.3、串聯(lián)電抗器的選型

（1）主要作用：限制電容器組投入時的涌流倍數(shù)和高頻諧波，抑制電容器組連接回路中產(chǎn)生高次諧波的諧振；減少電網(wǎng)中諧波源對電容器過負荷的影響，減少電容器組斷路器兩相重燃時的涌流以利于滅弧；

（2）額定電壓的選擇：電抗器的額定電壓應大于等于線路額定電壓；

（3）電抗率的選擇：依據(jù)電路中高次諧波中各次諧波的含量進行電抗率的選擇。如果是為了限制合閘沖擊電流，選擇電抗率小于0.1%-1%的電抗器；抑制三次諧波及以上的諧波選電抗率為12%-13%的電抗器；抑制五次以上諧波，選擇4.5%-6%電抗器；根據(jù)對擠壓生產(chǎn)線諧波的測量，發(fā)現(xiàn)三次諧波含量較大，所以選擇電抗器為12%的電抗器；

（4）額定容量的選擇：電抗器的額定容量=電抗率*電容器容量。

我們選擇CKSG□/0.45 12型電抗器，其中第一個□為電抗器的額定容量。

5.4、無功補償控制器的選型

為了滿足無功補償?shù)男枰苊獬霈F(xiàn)過補償和欠補償，我們選擇JKF-□B系列智能無功功率自動補償控制器。該控制器采用全數(shù)字化控制和設置，主要功能特點如下：

采用無功功率和功率因數(shù)復合檢測控制方式，使全負荷范圍控制精確、可靠；

投、切設定值為功率因數(shù)，可分別設置；確保補償?shù)哪繕酥岛拖到y(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)間。

投、切延時可分別設置，減少無功倒送。

可設置單組電容器的容量，只有當系統(tǒng)的無功功率大于電容器容量設置值，且功率因數(shù)低于投入設定值時，才投入電容器，確保不過補償，不投切震蕩。

具有過電壓和欠電壓保護，保護動作時能在1分鐘內(nèi)快速切除全部電容器。

輸出端采用先接通的先分斷循環(huán)工作方式或采用編碼+循環(huán)投切相結(jié)合的控制方式。

有諧波分析功能，可檢測和顯示電網(wǎng)的電壓、電流總諧波畸變率和3-13奇次諧波含有率，并具有諧波超量閉鎖功能。

根據(jù)前面所述擠壓生產(chǎn)線的負荷特性，即擠壓機在工進時功率因數(shù)短時自然升高的特點，設置補償目標功率因數(shù)值時不宜設定過高，以免產(chǎn)生無功功率倒送和電容器投切頻繁。我們選擇目標功率因數(shù)設定值為0.9，經(jīng)過運行觀察發(fā)現(xiàn)，擠壓機正常工作時電容組投入數(shù)量比較恒定，不會出現(xiàn)電容器組頻繁投切，平均功率因數(shù)達到0.95左右。對于擠壓生產(chǎn)線輔助設備，由于其負荷變化較慢，所以目標功率因數(shù)可以設定為0.95。

5.5、電容器組計算電流的確定

由于電容器投入時會產(chǎn)生較大的涌流，因此其計算電流I30應取為電容器組額定電流IN.C的1.35倍。

5.6、主開關、接觸器、電流互感器、熔斷器、電流繼電器的選型

（1）主開關選型：選擇帶熔斷器的刀熔開關，其額定電流按電容器組總額定電流的1.43-1.65倍來選擇,型號如HR13-630/32等。

（2）接觸器的選型：由于電容器合閘時會產(chǎn)生合閘涌流和操作過電壓，所以應選擇投切電容器專用接觸器，如CDC9系列。接觸器的額定電流應大于等于所帶電容器組額定電流的1.35倍。

（3）分支熔斷器選型：采用熔斷器保護分支并聯(lián)電容器時，按GB50227-1995《并聯(lián)電容器裝置設計規(guī)范》和IEC規(guī)定，其熔體額定電流IN.FE=(1.43-1.65)IN.C。

（4）電流互感器選型：電流互感器的一次額定電流宜選為電容器組額定電流的1.5-2倍。

（5）電流繼電器的整定：采用電流繼電器作為相間短路保護時，電流繼電器的動作電流按下式計算：

式中，Krel為保護裝置的可靠系數(shù)，取2-2.5；Kw為保護裝置的接線系數(shù)；Ki為電流互感器的電流比，取電容器組額定電流的1.5-2倍；n.c為電容器組的額定電流；

擠壓生產(chǎn)線裝設無功補償?shù)墓?jié)能效果分析

（1）降低擠壓車間變配電設備的初期投資。

擠壓生產(chǎn)線裝設了無功補償裝置以后，總的無功計算負荷Q30’=Q30-QC，補償后總的視在計算負荷S’302=P302+(Q30-QC)2,，由于總無功功率的減小使得總視在計算負荷減小，從而主變的容量可以選的小一些，降低了擠壓生產(chǎn)線配電變壓器的投資；另外，各條擠壓生產(chǎn)線采用分組補償后，各擠壓生產(chǎn)線總視在計算負荷也相應減小，其計算電流也相應減小，使得配電開關和配電電纜可以選的小一些。所以可以有效降低擠壓車間變配電設備的投資。

（2）減少電費支出。

擠壓生產(chǎn)線采用無功補償后，功率因數(shù)提高到0.9以上，總計算電流也大大降低，電能電費也隨著降低。且由于主變壓器容量的降低，使得基本電費也得到降低。月平均功率因數(shù)滿足了供電部門規(guī)定值后，又可以得到供電部門的獎勵。總的電費支出大大降低。我公司無功補償投入運行后，月平均功率因數(shù)在0.95左右，每月獲得電力部門總電費的0.75%獎勵，每月平均在6000元左右，年獲得獎勵電費7.2萬元左右。

（3）降低線損，提高用電設備組末端電壓。

用電設備組計算電流的減小，使配電線路的線損減少，這也使得用電設備組末端電壓質(zhì)量得到很大改善。

（4）提高了設備的利用率。

對于后增加的無功補償裝置，根據(jù)P30=S30×COSψ，由于功率因數(shù)的提高，在原設備容量不變的前提下，所接帶的最大有功計算負荷隨之增加，也就是說同一臺變壓器或同一條電纜可以多帶有功負荷，設備的利用率大大提升。

四、結(jié)束語

通過分析鋁型材擠壓生產(chǎn)線用電設備的負荷特性，選擇合理的無功補償方式和適合的無功補償裝置、確定無功補償點，并指出選型方法和使用注意事項，進行實際節(jié)能效果分析和運行經(jīng)濟性分析。低壓無功補償裝置的應用，使得擠壓生產(chǎn)線的功率因數(shù)得到了明顯提高，降低了主變?nèi)萘亢推渌潆娫O備的初期投資及每月電費支出，節(jié)能效果非常顯著。但是無功補償裝置的設計應根據(jù)所補償設備的具體負荷特性進行合理的分析、選型，避免出現(xiàn)由于設計不合理而造成補償效果差、設備故障率高、補償容量過大或過小、可靠性差等問題，使之達到最佳補償效果。