水泵电机无功补偿谐波治理方案 保定巴方电力电子有限公司

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水泵电机无功补偿暨谐波治理方案

交流电能在输送和使用过程中，用于转换机械能、热能、光能等的那部分能

量叫做有功功率，用于电路内电场与磁场交换的那部分能量叫做无功功率。有功

消耗能量，无功不消耗能量。但无功有个平衡问题，电力系统的无功平衡是指系

统中无功电源与无功负荷必须平衡，电力系统中的无功平衡对电力网的输电能

力、稳定性水平、电能损耗和用户端的电压质量均有极大影响。电力系统的无功

源为系统中所有发电机、并联电容器、高压输电线、调相机等的无功功率的总和。

电力系统无功负荷为全系统各变电所及大型用户所带无功负荷，各变电所变压器

的感性无功功率及全系统输电线路感性无功功率之和。

2、无功滤波补偿柜的实践

水车间设备管理处在保定巴方电力电子有限公司订购了一套 BF-2A 型的无

功滤波补偿柜，用于该车间 15＃水泵机组 JS128－8、155KW／294A 低压电机上

使用。安装后经过一个多月的时间运行，节能效果明显，现场使用 KYWK－5000

电能质量监控仪测数据如下：

通过这台电机安装无功滤波补偿柜的实践，可验证以下几个方面：

①保定巴方电力电子有限公司生产的无功滤波补偿柜性能和可靠性能满足

现场生产的需要？

②安装无功滤波补偿柜后，是否会对原先的一套现场生产活动带来不利影

响？如：电动机的更换修理、现场设备的点检活动、现场环境的管理等。

③无功滤波补偿柜的自身点检、维护的工作量有多大？

④安装无功滤波补偿柜后的实际效果，效益究竟如何？

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到目前为止，无功滤波补偿柜经过一年多的运行使用，这几个方面都得到了

很好的验证。首先保定巴方电力电子有限公司生产的无功滤波补偿柜运行至今未

发生故障，证明该补偿装置能满足现场生产的要求，该装置已与现场融为一体，

很自然地被设备点检、生产岗位工人接纳。实践证明，只要选择合适的位置规范

安装，对原有一套现场生产活动无任何影响。无功滤波补偿柜自身的维护工作量

小，在这一年多时间内补偿器的点检、维护工作量基本为零。这台水泵电机在安

装无功滤波补偿柜后，实际效果是功率因数提高到 0.95 以上，达到了补偿的目

的。

3、电机安装无功滤波补偿柜后经济效益评估

三相异步电动机安装无功滤波补偿柜后所取得的综合效果是非常可观的，从

几个方面可进行分析。

①该电机经过就地补偿后从现场测试数据看，电流下降了 34A、功率因数提

高到 0.967、无功功率减少了 49.05KVAR，根据无功经济当量来分析无功经济当

量值取 0.1；该电机年运行 8760 小时，其年节电量为 49.05×0.1×8710＝

42967.8KW·H，按工业用电 0.465 元／KW·H 计算的节约电费 19980 元人民币，

而这套无功滤波补偿柜的投资费用在 74500 元（设备管理处的价格）左右，约需

3个月就可回收投资。

②三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从

而也就增加了变压器的容量，计算公式如下：

如这台水泵电机的额定功率 155KW，补偿前功率因数为 0.857，补偿后功率

因数为 0.967，根据上面的公式计算其增容量为：（155÷0.857）×（0.967÷

0.857－1）≈24KVA，由此可见，异步电动机经过就地补偿后，其增容量是相当

可观的，对企业今后扩大生产规模节约了投资费用。

③异步电动机通过就地补偿后，不但起到节电、增容的目的，由于电流的下

降，还可以延长电机及相关电容器的使用寿命，降低电器设备的温升，延缓供配

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电线路老化，减少交流接触器火花，防止电器设备的事故，节约了维修费用，促

进了安全生产。

④异步电动机经过就地补偿后，电机的效率也提高了，增加了电机的出力，

提高了产量。

实践证明，无功滤波补偿柜是一种故障率低、维护量少、使用寿命长、一次

投资终身受益的静止型电力设备，鉴于目前我公司电网无功不足的现状，故建议

在公司内的电感性负载设备上可以推广安装使用无功滤波补偿柜。具体做法：

1）测试低压电机功率因数低于 0.85 的；

2）测试高压电机功率因数低于 0.90 的；

3）测试动力变压器功率因数低于 0.85 的；

4）各系统按总装机容量的百分数有选择的进行。

4、无功无功滤波补偿柜使用前后数据的对比分析

1）由表 1可以看出，安装 BF-2A 无功滤波补偿柜后，电动机的运行电流由

补前的 240.3A 降为 206.3A，降低了 34A，降幅为 14％；电动机的功率因数从补

前的 0.857 升高为补后的 0.967，得到了明显的提高；其视在功率由补前的 165.4

降为 141.8KVA 由此可极大地增加变压器的出力。

2）在补偿前此台电动机有功功率为 141.8KW，补偿后为 137.2KW，每年（365

天）可节电 40296KW·H，节约电费支出 18738 元（0.465 元／KW·H），效益明

显可观。

5、结束语

无功无功滤波补偿柜并不是一项新技术，但随着电力电容器制造技术的发

展，国外一些工程师提出的供配电网络电感性负荷的无功缺额主要依靠就地补偿

来解决的主张却是一种新观念。这种比较科学和高效的方法，在西方工业发达国

家已被普遍接受，但我国大部分人还不理解，主要原因是利益区分模糊所致。

无功滤波补偿柜既有巨大的经济效益又关系到电力系统的持续性发展前景，

我们应该扎扎实实地推广和使用这一技术措施，为节能降耗作出贡献。