長安某汽車零部件配套廠改造

測試背景

長安某汽車零部件配套廠廠區有一臺800KVA箱變，共兩個生產車間，分別為液壓車間及焊接車間，現場觀察功率因數為0.91，但是上月向供電局交了7000多元的力調費，現場負荷為液壓機、焊機等設備，此次測量目標是為了檢測其當前系統的電能質量情況及補償設備的工作情況，并提出合理方案供客戶參考。

現場照片：

測試儀器

FLUKE434電力諧波分析儀：

FLUKE434是美國福祿克公司生產的專業測量電能質量的測試儀，功能全面、精度高、監測及記錄電力質量、電力質量故障診斷功能最全面的儀器，測量功率及電能、突升、突降、閃變、諧波分析到100次，高頻瞬態測量、檢測及波形顯示、各電氣參數的驟升驟降趨勢圖等。

設備技術參數

電壓精度0.1%

電流精度0.5%

測量范圍0~1000V

根據IEC610000-4-8標準進行測量

FLUKE測溫儀,型號62Mini

萬用表VICTOR VC890D

電容表VICTOR 6013

測試位置

800KVA箱變低壓總進線柜進行測試。

測試數據

系統主要負荷為液壓機、焊機等設備，測試時有3臺固定點焊機在工作，液壓機運行時主要產生5、7次諧波，而焊機工作時主要產生3次諧波，三相負載現目前還比較平衡。現無功補償控制器上顯示功率因數為0.91，根據儀器測試數據功率因數不足0.9，存在電力罰款，同時通過數據對比發現，無功補償投入后諧波電流存在放大現象。

結論

a、設備端與配電系統電纜線長度超過200M,無功電流傳輸，導致功率因數低，線路電流增加，線路損耗增加，電能有效利用率低。

b、該變壓器低壓側配電中存在少量諧波電流，單電容補償將諧波放大，諧波的注入加大線路損耗（諧波損耗、發熱），原有補償電容器抗諧波能力弱，容易出現電容器過流發熱，嚴重時可能會引起電容器鼓肚，更易引發安全事故。

原補償柜性能分析

a、接觸器投切時間不能控制，投切過程易產生拉弧，多次動作時觸點易粘連、燒壞，造成缺相、過補、燒毀等現象。

b、機械觸點動作慢，響應時間長，對沖擊性負荷所需的無功功率不能有效快速的補償。

c、接觸器頻繁投切電容器過程中，時常引起嚴重電流涌流和操作過電壓現象，嚴重影響自身壽命。

d、補償柜電容耐受諧波能力弱，且散熱設計不合理，長期在諧波環境下運行易出現過熱鼓肚，使得安全隱患大大增加！

安裝電容補償柜帶來的效益

1、保證月均功率因數達0.9以上，免除電力罰款。

2、降低系統運行電流，降低電纜線發熱，降低線路損耗，提升電能有效利用率。

3、補償柜安全可靠運行，減少補償柜維護費用。

4、消除安全隱患，避免造成安全事故。

5、釋放變壓器空間，增加變壓器載負荷量。

解決方案

本方案考慮到用戶電力罰款和安全運行問題，為客戶量身定制了低壓動態補償電能質量解決方案，同時改善公司配電系統電能質量、提高功率因數并降低線路損耗達到節能降耗的目標，為用戶取得最大的經濟效益。

設計依據

根據負載參數、負載特性，諧波數據及工程經驗，本項目補償方案設計如下：

現場變壓器額定容量800KVA，測試時主要為液壓機在工作，焊機僅有少量工作，但用戶后期會使用到多數焊機，需將此情況考慮到補償容量計算，同時焊機工作時所產生的3次諧波也應解決，為滿足企業在生產高峰期的高效用電需求，制定解決方案

節能分析

用戶電費組成

用戶每月電費=電度電費+基本電費+力率調整電費；其中電度電費＝用戶每月實際發生的用電量×電度電價，基本電費＝用戶所使用的變壓器容量（用電需量）大小×基本電價（基本電價各地區有差異），力率調整電費=無功度數/有功度數后的比例值，計算出用戶功率因數，對照下表查到相應的調整數，調整百分值*總電費＝相應的罰款或獎勵。

附表

減收電費		增收電費
實際功率因數	月電費減少％	實際功率因數	月電費增加％	實際功率因數	月電費增加％
0.90	0.00	0.89	0.5	0.75	7.5
0.91	0.15	0.88	1.0	0.74	8.0
0.92	0.30	0.87	1.5	0.73	8.5
0.93	0.45	0.86	2.0	0.72	9.0
0.94	0.60	0.85	2.5	0.71	9.5
0.95~1.00	0.75	0.84	3.0	0.70	10.0
		0.83	3.5	0.69	11.0
		0.82	4.0	0.68	12.0
		0.81	4.5	0.67	13.0
		0.80	5.0	0.66	14.0
		0.79	5.5	0.65	15.0
		0.78	6.0	功率因數自0.64及以下，每降低0.01電費增加2％
		0.77	6.5
		0.76	7.0

電費節省（電價因區域不同有所差異）

電力罰款：

據用戶描述上月罰款7000多元，照此情況下去一年罰款數額約為7000×12=84000元/年

電費獎勵：

考核點功率因數提升到0.9以上將按不同額度百分比進行電費獎勵，此處不進行計算。

節能降耗：

實施方案后補償效果提升，將明顯降低無功電流，線路的發熱損耗降低，浪費的電能更少。

綜合以上費用，實施補償改進方案后每年節省的費用至少將達到10萬元以上。

間接經濟分析

a、大限度降低線損，減小基波電流。補償投入后系統電流降低，消除補償柜與系統發生諧振安全隱患，避免開關柜跳閘影響生產。

b、動態補償、準確過零投切，防止拉弧，補償柜良好運行，減少了更換壞損原件的問題。

c、延長用電設備的使用壽命，設備在額定狀態下運行，發揮出最佳經濟效益。

d、優化用電質量，提高電壓合格率，減小電壓波動，抑制電壓閃變，提高電網安全運行的可靠性，降低設備使用故障率。