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安科瑞无功补偿提制药企业电力系统功率因数的解决方案

 更新时间:2023-07-19 点击量:347



摘要:结合制药企业用电负荷现状以及功率因数的基本概念,探讨了提电力系统功率因数对制药企业的实际意义,重点介绍了制药企业提功率因数的常用方法及管理办法。

关键词:制药企业;电力系统;功率因数;意义;方法

1 制药企业用电负荷现状

生产型制药企业的常见用电负荷包括生产与非生产两大类。其中,非生产类用电负荷主要是指办公区、生活区的用电负荷,此类用电负荷的功率因数相对稳定;而生产类用电负荷情况复杂,包括水制备类设备、空调系统设备、发酵类设备、灌装类设备等的用电负荷以及照明类用电负荷。由于上述生产类设备的额定功率差别很大,使用频率、使用周期也千差万别,加上企业淡旺季用电量差距巨大等情况,导致很多时候企业用电系统总的功率因数很低,电能利用程度低,严重影响用电质量,电力部门往往每月会对功率因数不达标的企业进行经济处罚。

2 功率因数的基本概念

功率因数分为视在功率、有功功率和无功功率,企业功率因数通常也被称为力率,用符cosφ表示。在交流电路中,电压与电流之间的相位差φ)的余弦叫做功率因数,功率因数是有功功P和视在功S的比值,cosφ=P/S,公式中的角φ称为功率因数角。提功率因数其实就是减少线路中的无用功,提有用功的占比,使电力系统的电能质量更,企业用电更经济、更节约。

3 提功率因数对制药企业的实际意义

在制药企业的车间、库房、办公区乃至生活区中,大部分的负载都是感性负载,例如分装机、灌装机、轧盖机、全自动包装一体机、冻干机、空调系统、水制备系统以及照明系统、水泵等负载,可以说为满足现代化制药企业的生产、检验、研发、辅助设施设备等的正常运转,无处不用电机,无处没有感性负载。1是感性负载并联电容器的等效电路图。为了提设备的功率因数,通常实用的无功补偿措施就是在原有的电路中并联电容器。

 

图片1 

1感性负载并联电容器的等效电路图

 

一般制药企业都建有变电所,独立生产厂房都配有配电室,整个工厂虽然由电力系统提供相对稳定的电压压,然而低压是随着工厂的负荷变化以及不同线路用电负荷的实时变化而变化的。当一个回路中的用电负荷需要一定数量的有功功率满足生产时,线路也会同时输送一定数量的无功功率,而无功功率占比越多,线路的电压损失就越大,即输送至负荷端的电压就越低,反之,提功率因数对制药企业来说具有重要的意义,体现在以下方面:

3.1改善电能质量

提电力系统功率因数,可以减少供电系统中的电压损失,使设备电压更稳定。否则,电压不稳或过低,会影响部分设备所生产出来的产品的精度,严重时还会造成设备不能正常启动或是设备电动机持续过热,缩短设备的使用寿命,乃至烧毁设备。

3.2减少企业电力设备投资

通过改善企业用电系统的功率因数,可以减少整个企业变电设计的总容量,选择更低容量的变压器,直接节省变压器投资,相应地也会降低配套电器设备、输送导线等的容量。因此,提系统功率因数,不但直接减少了设备投资费用,而且降低了设备本身的电能损耗、维修保养等费用。

3.3节约企业电费

根据国家现行规定,为了提供电系统的电能质量,鼓励企业用户投资相应的设备设施,提功率因数,以功率因0.9为标准基数,企业用电的功率因数0.90.95,不奖不罚。当用户的功率因数0.95时,可以按比例降低电费;当用户的功率因数低0.9时,则要按不同档次、不同比例增收当月电费。在实际使用中,制药企业停产维修的淡季月份往往罚款电费达数万元。因此,对于用户来说,提功率因数是一次投资、长期受益的事情,不但可以减少每月数万的罚款,当功率因数提0.95以上时,还会减少电费开支,节约生产成本。

3.4提设备、电能利用率

通过改善企业功率因数,可以有效地降低制药企业的电能损失,提制药企业设备的利用率,节约用于配套设备、电力线路方面的投资,增加经济效益。同时,也可以提电能利用率,节能环保。

4 提功率因数的常用方法

 

首先,制药企业的管理层要充分认识到,提功率因数有利于提企业的经济效益和社会效益;再次,要普及专业知识,让更多人员在选择设备、运行设备、维护设备时,更清楚如何提功率因数。下面介绍两大类常见的提功率因数的方法。

4.1提设备的自然功率因数

提设备的自然功率因数是通过采用各种技术和措施,改进用电设备本身的运行情况,以此提负荷功率因数。提自然功率因数的方法有:

4.1.1提变压器的负载率

在变电所变压器的选型上,要依据企业总的计算负荷,合理选择变压器的容量。一般企业都会选择两台变压器,一台主变,一台辅变,实际运行中变压器的负载率80%较为合适。当企业供电需求量不变时,提系统的功率因数,可以减少变压器的设计总容量,这是因为在变压器输出一定量的有功功率时,它的有功功率与变压器的功率因数成正比,所以提功率因数,就能减少变压器的需用容量。然而,变压器的负载率越低,其功率因数就越低,当低至变压器待机时,除满足自身运行外几乎没有做有用功,其功率因数近乎于零。所以,企业要适时调整变压器的运行方式,避免变压器空载运行或者长期低载运行。

4.1.2电动机的合理选择和使用

制药企业的绝大部分动力负荷都是伺服电机、异步电机,在电机空载或低负载运行时就会产生大量的无功功率。所以,要改善电机的功率因数,就要防止电动机的低载和空载运行,并尽可能提电机的负载率。因此,生产中要杜绝设备的空载运行,减90%以下负载运行的概率,使其尽可能在满载的情况下运行,提设备的功率因数。

4.1.3做好电动机的日常维护保养

异步电动机的结构主要由定子与转子组成,其两者之间的气隙越大,异步电动机需要消耗越多的无功功率,使电动机的功率因数降低。因此,要加强电动机的日常维护与保养,保证电动机的良好运行。

4.2人工补偿法

人工补偿又称为无功补偿,主流的做法就是采用集成的电容器补偿无功功率,即在感性负载上并联电容器。其原理是将无功补偿设备安装在负载附近,近地补偿设备的无功功率,从而有效地提设备的功率因数。并联电容器的补偿方法又可分为:

4.2.1压集中补偿

把电容器组集中安装在企业变电6kV/10kV的母线上,它只能补6kV/10kV母线的电源侧无功功率。其优点是便于集中管理,缺点是其补偿范围较小,负荷侧的配电线路得不到无功补偿。

4.2.2低压分组补偿

将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上,可随工厂局部回路负荷的变动同时投入运行或断开,也就是在实际中将电容器组分别安装在各车间配电柜的母线上,制药企业变电所多采用此种补偿方法。其优点是电容器的利用率较,且补偿效果也较为理想。

4.2.3低压单独补偿

在用电设备附近按其本身无功功率的需要量安装电容器组,与用电设备同时投入运行和断开,也就是在实际中将电容器组直接接在用电设备附近,适合用于低压网络中个别容量大的设备。其优点是补偿的效果好,缺点是电容器组的利用率低。制药企业运行维护无功补偿设备的方法制定无功补偿设备运行及维护的规章制度是

企业设备管理水平与设备质量的重要手段。为了保证制药企业中无功补偿设备的运行维护保养达到预期的效果,应当积极地制定和创新一些有效的规章制度、考核办法,提设备操作人员的工作效率和设备维护效果。以下几点是我司在运行维护无功补偿设备方面的一些经验:

(1)       在企业变电所的运行管理过程中,完善无功补偿设备的运行维护管理制度,编制操作规程、应急处理措施,加强对员工的培训与考核。

(2)       对变电所的值班工作人员提出专项要求,工作人员应及时记录无功补偿设备的运行情况,并且做好定期检查和特殊检查工作,发现异常及时调整、处理,杜绝任何安全隐患的出现。一旦出现故障,及时处置,记录好该故障出现的原因、状况解决方案。

(3)       完善相关考核制度,定期举办培训、考核,坚决把工作落到实处。

5 安科瑞智能电容器产品选型

5.1产品概述

AZC/AZCL系列智能电容器是应用0.4kV50Hz低压配电中用于节省能源、降低线损、提功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。它由智能测控单元,晶闸管复合开关电路,线路保护单元,两台共补或一台分补低压电力电容器构成。可替代常规由熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成的自动无功补偿装置。具有体积更小,功耗更低,维护方便,使用寿命长,可靠性的特点,适应现代电网对无功补偿的更要求。

AZC/AZCL系列智能电容器采用定LCD液晶显示器,可显示三相母线电压、三相母线电流、三相功率因数、频率、电容器路数及投切状态、有功功率、无功功率、谐波电压总畸变率、电容器温度等。通过内部晶闸管复合开关电路,自动寻找投入(切除)点,实现过零投切,具有过压保护、缺相保护、过谐保护、过温保护等保护功能。

5.2型号说明

img2 

AZC系列智能电容器选型:

微信图片_20200512154032 

AZCL系列智能电容器选型:

 

img4 

 

5.3产品实物展示

智能电容模块AZC智能电容模块 

AZC系列智能电容模AZCL系列智能电容模块

 

智能电容 

安科瑞无功补偿装置智能电容方案

 

 

6 结语

 

本文从理论上分析了提功率因数对改善制药企业经济效益和社会效益的意义,着重介绍了提功率因数的几种方法。在实际应用中,企业应根据自身情况进行分析,从设备、技术、经济投入等方面综合考虑无功补偿方式,从而达到补偿效果。

参考文献:

[1]       马军荣,杨艳,王文.浅析提功率因数的意义及方[J].科教文汇20161871-72.

[2]于瑞.浅谈提制药企业电力系统功率因数的方[J].机电信,2018(14):54-56.DOI:10.1951 

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手2022.05

1.       【技术支持卫星:CDD-9888】【公从号:安科瑞能效管理解决方案】

2.       云平台:变电所运维云平台、分布式光伏运维云平台、建筑能耗云平台、企业能源管控平台、远程预付费管控云平台、宿舍预付费管控云平台、充电桩收费运营云平台、智慧消防云平台、安全用电管理云平台、环保用电监管云平台;

3.       系统解决方案:变电站综合自动化系统、电力监控系统、配电室综合监控系统、能耗管理系统、电能管理系统、马达保护与监控系统、动环监控及能效分析系统、智能照明监控系统、消防设备电源监控装置、防火门监控系统、余压监控系统、消防应急照明和疏散指示系统;无线测温系统

4.       中压测控装置:环网柜综合保护装置、微机保护装置、开关柜综合测控装置、线路保护装置、配电变保护装置、电动机保护装置、备自投保护装置、电容器保护装置、PT检测装置、低压备自投装置、公共测控装置、防孤岛保护装置、电流互感器过电压保护器、温湿度控制器、无源无线测温传感器、CT取电无线测温传感器

5.       电力监控与保护:弧光保护装置、电能质量在线监测装置、电气接点在线测温装置(智能湿度巡检仪)、电动机(马达)保护器、低压线路保护器、智能剩余电流继电器、三遥单元;

6.       电能管理:可编程交流电测仪表、可编程直流电测仪表、多功能全电量电表、精度网络电力仪表、谐波表、电能质量表、海拔仪表、逆电流监测电表、电子式电能表、导轨式电能表、面板表嵌入式电表、预付费表、多用户计量箱、物联网仪表、无线多回路计量交流/直流表、无线多回路环保检测模块、正反向直流电能表、无线通讯转换器、智能照明控制装置;

7.       电能质量治理:有源电力滤波器、中线安防保护器、谐波保护器、静止无功发生器、滤波补偿装置、电力电容补偿装置、集成式谐波抑制电力电容补偿装置、投切开关、功率因数补偿控制器、自愈式低压并联电容器、串联电抗器;

8.       电气安全:电气火灾监控探测器、剩余电流探测器、电气火灾监控装置、在线监控路灯计量、无线测温显示单元、故障电弧探测器、故障电弧传感器、隔离电源绝缘监测装置、医疗机构绝缘报警显示仪、医疗医院用隔离变压器、工业用绝缘监测装置、电气防火限流式保护器;

9.       新能源:光伏采集装置、电瓶车智能充电桩、汽车充电桩、光伏汇流采集装置;

10.       数据中心/铁塔基站:数据采集模块、机房数据柜监控装置、多回路电表、母线监控装置、电力监控屏;

11.       智能网关:通信管理机、无线通信终端(无线通讯转换器)、数据转换模块、串口服务器;

12.       电量传感器:低压电流互感器、开口式互感器、一次小电流互感器、0.2级电流互感器、低压电动机保护器专用互感器、剩余电流互感器、霍尔传感器、罗氏线圈电流变送器、模拟信号隔离器、有功功率变送器、无功功率变送器、直流电压传感器、浪涌保护器;

13.       环保监控:油烟在线监测仪、环保数据采集传输装置;

进储能群、电力群、光伏群;找供应商、找客户、找圈子,

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