长安某汽车零部件配套厂改造

测试背景

长安某汽车零部件配套厂厂区有一台800KVA箱变，共两个生产车间，分别为液压车间及焊接车间，现场观察功率因数为0.91，但是上月向供电局交了7000多元的力调费，现场负荷为液压机、焊机等设备，此次测量目标是为了检测其当前系统的电能质量情况及补偿设备的工作情况，并提出合理方案供客户参考。

现场照片：

测试仪器

FLUKE434电力谐波分析仪：

FLUKE434是美国福禄克公司生产的专业测量电能质量的测试仪，功能全面、精度高、监测及记录电力质量、电力质量故障诊断功能最全面的仪器，测量功率及电能、突升、突降、闪变、谐波分析到100次，高频瞬态测量、检测及波形显示、各电气参数的骤升骤降趋势图等。

设备技术参数

电压精度0.1%

电流精度0.5%

测量范围0~1000V

根据IEC610000-4-8标准进行测量

FLUKE测温仪,型号62Mini

万用表VICTOR VC890D

电容表VICTOR 6013

测试位置

800KVA箱变低压总进线柜进行测试。

测试数据

系统主要负荷为液压机、焊机等设备，测试时有3台固定点焊机在工作，液压机运行时主要产生5、7次谐波，而焊机工作时主要产生3次谐波，三相负载现目前还比较平衡。现无功补偿控制器上显示功率因数为0.91，根据仪器测试数据功率因数不足0.9，存在电力罚款，同时通过数据对比发现，无功补偿投入后谐波电流存在放大现象。

结论

a、设备端与配电系统电缆线长度超过200M,无功电流传输，导致功率因数低，线路电流增加，线路损耗增加，电能有效利用率低。

b、该变压器低压侧配电中存在少量谐波电流，单电容补偿将谐波放大，谐波的注入加大线路损耗（谐波损耗、发热），原有补偿电容器抗谐波能力弱，容易出现电容器过流发热，严重时可能会引起电容器鼓肚，更易引发安全事故。

原补偿柜性能分析

a、接触器投切时间不能控制，投切过程易产生拉弧，多次动作时触点易粘连、烧坏，造成缺相、过补、烧毁等现象。

b、机械触点动作慢，响应时间长，对冲击性负荷所需的无功功率不能有效快速的补偿。

c、接触器频繁投切电容器过程中，时常引起严重电流涌流和操作过电压现象，严重影响自身寿命。

d、补偿柜电容耐受谐波能力弱，且散热设计不合理，长期在谐波环境下运行易出现过热鼓肚，使得安全隐患大大增加！

安装电容补偿柜带来的效益

1、保证月均功率因数达0.9以上，免除电力罚款。

2、降低系统运行电流，降低电缆线发热，降低线路损耗，提升电能有效利用率。

3、补偿柜安全可靠运行，减少补偿柜维护费用。

4、消除安全隐患，避免造成安全事故。

5、释放变压器空间，增加变压器载负荷量。

解决方案

本方案考虑到用户电力罚款和安全运行问题，为客户量身定制了低压动态补偿电能质量解决方案，同时改善公司配电系统电能质量、提高功率因数并降低线路损耗达到节能降耗的目标，为用户取得最大的经济效益。

设计依据

根据负载参数、负载特性，谐波数据及工程经验，本项目补偿方案设计如下：

现场变压器额定容量800KVA，测试时主要为液压机在工作，焊机仅有少量工作，但用户后期会使用到多数焊机，需将此情况考虑到补偿容量计算，同时焊机工作时所产生的3次谐波也应解决，为满足企业在生产高峰期的高效用电需求，制定解决方案

节能分析

用户电费组成

用户每月电费=电度电费+基本电费+力率调整电费；其中电度电费＝用户每月实际发生的用电量×电度电价，基本电费＝用户所使用的变压器容量（用电需量）大小×基本电价（基本电价各地区有差异），力率调整电费=无功度数/有功度数后的比例值，计算出用户功率因数，对照下表查到相应的调整数，调整百分值*总电费＝相应的罚款或奖励。

附表

减收电费		增收电费
实际功率因数	月电费减少％	实际功率因数	月电费增加％	实际功率因数	月电费增加％
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	功率因数自0.64及以下，每降低0.01电费增加2％
		0.77	6.5
		0.76	7.0

电费节省（电价因区域不同有所差异）

电力罚款：

据用户描述上月罚款7000多元，照此情况下去一年罚款数额约为7000×12=84000元/年

电费奖励：

考核点功率因数提升到0.9以上将按不同额度百分比进行电费奖励，此处不进行计算。

节能降耗：

实施方案后补偿效果提升，将明显降低无功电流，线路的发热损耗降低，浪费的电能更少。

综合以上费用，实施补偿改进方案后每年节省的费用至少将达到10万元以上。

间接经济分析

a、大限度降低线损，减小基波电流。补偿投入后系统电流降低，消除补偿柜与系统发生谐振安全隐患，避免开关柜跳闸影响生产。

b、动态补偿、准确过零投切，防止拉弧，补偿柜良好运行，减少了更换坏损原件的问题。

c、延长用电设备的使用寿命，设备在额定状态下运行，发挥出最佳经济效益。

d、优化用电质量，提高电压合格率，减小电压波动，抑制电压闪变，提高电网安全运行的可靠性，降低设备使用故障率。