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无功补偿对船企节能降耗的作用

 论文?#25913;?节能降耗论文     更?#29575;?#38388;:2019/3/28 17:44:09   

摘要:无功补偿对船企在用电过程中节能降耗的意义;经过长期的数据积累,通过理论计算结合船企的实际用电情况分析,体现出无功补偿在船企节能降耗方面的作用。

关键词:变压器;功率因数;损耗;力调电费

对船舶企业而言,电能消耗占总能源消耗的50%以上。降低企业电能消耗是控制企业总能耗的重要手段,而船舶类重工企业的供配电系统中存在大量的异?#38477;?#26426;、变压器等感性设备,既占用了变压器的容量,又降低了供电系统的功率因数,无形中增加了企业的用电成本。所以提高供电系统的功率因数,降低无功功率的传输,可以降低企业的电能消耗及用电成本。对企业供电系统采用电容器补偿,提高供电系统的功率因数,可以避免力调电费罚款,降低公司电费支出;降低变压器及线路损失,减少电能损耗,节约电能;释放变压器容量,减少被无功功率所占用的主变容量,提高变压器的供电能力,减少基础容量费的支出;提高末端电压,避免线路无功损耗大导致末端电压降低,不利于动力设备运?#23567;?

1避免力调电费罚款,降低公司电费支出成本

根据《功率因数调整电费办法?#32602;?#24037;业用户的功率因数要达到0.9以上才符合标准,见表1。根据要求月功率因数达到0.9以上就能避免力调电费罚款,超过0.9就能根据比例减收部分电费,功率因数超过0.95以上就能享受最大比例的力调电费优惠。表2是某船务和某海工2017年的供电系统功率因数及力调电费。船务2017年功率因数维持在0.98~0.99,某海工2017年的功率因数维持在0.97~0.99,远高于《功率因数调整办法》中规定的工业用户的功率因数要求,每月可减少电费支出,根据统计2017年全某船务节省电费支出为157544元人民币,某海工节省电费支出为152954元人民币。

2降低变压器及线路损失,减少电能损耗

电能在导体中传输,由于导体中阻抗的存在,必然消耗一定的电能,导体电能消耗可通过式(1)计算:举例计算1?#32791;?#28023;工涂装房采用10kV电源供电,总降站到涂装房变电所采用双拼YJV-10-3×150电缆供电,电缆全长约1000m,查表得知YJV-10-3×150电缆的阻抗为0.145+j0.093Ω/km,假设涂装房全年的平均有功负荷为P为2000kW,无功补偿前的功率因数cosφ1为0.75,无功补偿后的功率因数cosφ2为0.99,根据计算补偿后总降站到涂装房变电所电缆减少的有功损耗2.197kW。涂装房按照每天运行12h,全年运行300d计算,全年可节省电量7909.2kW·h,按照平均电费单价0.8元/kW·h计算,全年可节省电费支出6327.36元人民币。根据统计2017年的某船务每月的平均功率因数cosφ2为0.99,假设未进行无功补偿前的功率因数cosφ1为0.75,每台?#23545;?#21464;压器的平均有功负荷Pn为1500kW,则降低变压器的功率损耗可通过式(2)和式(3)计算:通过计算每台变压机降低的有功损耗为:10.32kW。按照2台主变压器每天运行24h,每年运行365d计算,全年可节省电量180806.4kW·h,按照电费的平均单价0.8元/kW·h计算,全年节省电费支出144645.12元人民币。

3释放变压器容量,减少被无功功率占用的主变容量

在变压器有功负载不变的情况下,通过电容补偿提高功率因数可降低系统的视在功率,通过视在功率计算公式S=P2+Q2姨可知,保持有功功率不变,降低无功功率,可降低视在功率,从而降低变压器容量的占用。见图1。根据我国供用电规则规定,变压器容量在315kW·h及以上的大工业用电户均实行两部制供电计费办法。用户向供电部门交纳电度电费外,还要按变压器容量大小交纳基本电费,每月按需量计费标准为40元/kW·h。基本电费与变压器容量有关,与用电量多少无关。因此通过合理的无功补偿措施后,使用同样的有功功率,可以减少变压器容量,提高变压器的供电能力,每月就可以减少基础容量费的支出。举例计算3?#32791;?#28023;工采用一台20MVA的主变供电,根据统计2017年每月的平均功率因数cosφ2为0.99,假设每月的最大有功负荷为P为8000kW,未进行电容补偿前的功率因数cosφ1为0.75,则通过电容补偿后降低的供电容量通过计算可知是2586kW·h。根据每月基础容量费40元/kW·h计算,全年可节省基础容量费支出1241280元人民币。

4提高供电系统末端电压

如果导体输送的无功功率增加,将导?#29575;?#36865;电流增加,因为导体?#38469;?#26377;阻抗的,势必要有压降,导致供电系统末端电压降低,可根据式(4)分析:根据公式(4)可知传输端的电压U和导体的阻抗R和X相对固定时,传输的有功功率P为设?#24863;?#35201;使用无法降低,只有降低无功功率Q的输送才能减小电压的损失ΔU。通过以上的分析,提高供电系统的功率因数,降低供电系统内的无功功率传输,不仅可以降低电能的损耗,降低电费的支出,还能提高电能质量,提高设备的运行效率,根据统计2017年某船务和某海工供电系统的功率因数已达到0.98以上,每年可为公司节省整百万的电费支出,取得了良好的经济及社会效益。

作者?#21644;?#29618;玲 宋轶 彭惟勇 王勇 单位?#32791;?#36890;中房建筑设计研究院有限公司 启东中远海运海洋工程有限公司 江苏省海洋水产研究所

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