庐江县王渡排涝二站功率因数低的原因分析及对策

庐江县王渡排涝二站是根据《安徽省沿江圩区排涝泵站工程项目建议书》建议提高庐北大圩的除涝标准而新建的, 站址位于同大镇永和十二队处, 出口承泄区为白石天河。工程于2005年4月开工, 2006年12月竣工, 总装机3台套, 900ZLB-70型水泵配套JSL-14-12电机, 单机功率280kw, 总流量8.4m3/s, 受益范围约2.25万亩, 电机启动方式采用软启动, 无功功率补偿容量为180kvar, 供电电源引自10kv白山变电所。

1 存在问题

王渡排涝二站的兴建大大提高了庐北大圩的排涝能力, 为防洪保安及农业生产做出较大的贡献, 社会效益、经济效益显著。但自该站建成运行以来, 月平均功率因数总是非常低, 通过查询当地供电部门的月电费单, 2007年4月功率因数只有0.36, 泵站管理单位对此非常疑惑, 但总是查不出问题的所在。

2 电费分析

该站投入运行以来, 功率因数过低, 每次结算电费时都被供电部门罚款。依据《供电营业规则》第四十一条规定:电力用户和大、中型电力排灌站、趸购转售电企业, 功率因数为0.85以上。凡功率因数不能达到上述规定的新用户, 供电都根据月平均功率因数的高低增减电度。以2007年4月电费单为例, 本月有功电度为3000kw·h, cosφ=0.36, 根据供电部门电费增减%规定, 功率因数为0.36时调整系数为63, 则本次要加罚电度1890 kw·h, 如电价为0.464元/kw·h (安徽省电网销售价-农业生产用电) , 本次需要罚款876.96元, 这就是说如果功率因数达到0.85则本月电费最多只需1392元, 而现本月实际交电费为2268.96元。

3 原因分析

针对该站功率因数过低的现状, 庐江县水务局, 设计单位及电力开关柜生产厂家组成专家组于2007年12月10到现场勘测, 对造成本站功率因数低的原因进行了系统的检查分析。

(1) 检查机电设备:本站采用一台GCS-34 (改) 电容柜随电机进行集中补偿, 采用智能控制器进行自动控制, 通过检查所有设备运行正常, 没有故障。

(2) 补偿容量复核:本站所装电机铭牌上注明功率因数为0.815, 设计单位介绍设计时假定将本站功率因数补偿到0.9考虑, 则根据公式QC=P (tancos-1φ1—tancos-1φ2) (cosφ1补偿前功率因数、cosφ2补偿后功率因数、P电机总功率) 计算本站所需补偿容量为190.4kva, 本站电容柜内装有6台CLMD43-30/0.4电力电容。

(3) 计量电费分析:2007年4月份电费单无功电度一栏记录, 本月抄见无功电度为3200kvar·h、线损为247.37kvar·h、变损1500kvar·h。我们根据电费计算规则分析一下:变损=铜损+铁损, 其中铜损=抄见电量×3%, 铁损=变压器空载损耗 (查资料得出S9-1250/10系列变压器的空载损耗为1950W) ×供电时间=1.95×30×24=1404kvar·h, 铜损=3200×3%=96 Kvar·h, 则变损=1500 Kvar·h;

通过以上几个方面检测分析: (1) 本站补偿容量有点偏小, 但不是引起功率因数低的主要原因。 (2) 单只电容器的容量偏大, 因为电容器的投入与切除由智能无功控制器根据电网功率因数高低自动控制, 比如用户将控制器功率因数因子设定为0.9, 控制器自动投入2只时, 功率因数达到0.87, 现只需投入10kva就能达到0.9, 而现单只电容都为30kva, 再投入一组后, 电网功率因数超过0.9, 控制器又可能自动切除一组, 反复如此, 也会影响功率因数的提高。 (3) 电费计量没有错误, 但仔细分析可以看出在计算变压器铁损时供电时间是按720小时计算的, 根据泵站管理人员介绍, 本月实际开机时间只有3天, 这样无形中增加了铁损和线损, 也导致月平均功率因数降低。

4 处理办法

(1) 加大随机补偿容量:电机的功率因数随负载的增大而增大, 实际工作中电机很少是满载运行的, 假定补偿前功率因数为0.78, 则电容补偿容量为270kvar, 现增一台GGD型电容柜, 内装5只BZMJ0.4-16-3电容;

(2) 投入一组随器补偿箱:在变压器处增加一只容量为60kvar电容补偿控制箱, 采用智能控制器进行自动投切控制, 保证在电机不工作时, 对变压器进行无功补偿;

(3) 一般对排涝泵站而言, 不可能每天都开机排涝, 在不开机的情况下, 尽量切除变压器电源, 减小变压器变损。

5 思考及对策

通过上述处理办法使该站月功率因数已达0.88以上, 取得了很好的效果。王渡排涝二站功率因数过低的情况在我县国有泵站中不是个例。我县现有国有泵站大多建设于上世纪60～70年代, 一些泵站虽然在90年代初进行了技术改造, 但大多都没有无功补偿装置, 而且变压器大多属高能耗淘汰产品, 空载损耗极大, 功率因数低, 提高了供排水成本, 单位功率效益低, 泵站发展总体上比较滞后。思则通变, 当前我县抓住国家加大对水利基础设施建设的机遇, 一方面积极编报大型泵站更新改造规划及中小型泵站更新改造规划, 争取对符合更新改造条件的泵站进行更新改造;另一方面对不符合条件的泵站参照王渡排涝二站处理方法对症下药, 彻底改变我县泵站运行中的低功率因数状况。

摘要：针对王渡排涝二站功率因数过低的原因, 提出了解决方案, 思索提高泵站功率因数的对策。

关键词：泵站,功率因数,对策