施工现场采用分相电容补偿技术的探讨_secret

1、施工现场采用分相电容补偿技术的探讨摘要：本文通过具体事例分析，说明建筑施工现场临时用电施工组织设计中，采用增加电容补偿的方式，提升功率因数后显著的节能效果。并进一步分析了应采用的补偿方式及技术可行性、经济效果等，同时提出了目前实施中要解决的几项问题。 关键词：施工现场、临电节能措施、三相分相电容自动补偿、随着国家经济的发展与社会文明程度的进步，节能环保理念已深入人心，逐渐成为全社会的共识。目前，我国尚处于经济快速发展的阶段，作为大量消耗资源，影响环境的建筑业，应承担起可持续性发展的社会责任。建设部于2007年9月发布了建质安2007223号文，即绿色施工导则，充分体现了政府部门在节能、环保层面

2、上的关注程度。在此仅对施工现场临时用电系统的节能问题做一探讨。在施工现场临时用电施工组织设计中，广泛采用系统提升功率因数的无功电容补偿技术，不失为一种简单可靠、简便易行、效果显著的节能措施。下面简要剖析一下天津大无缝直接还原铁厂原料堆场设备安装工程的临时用电施工组织设计计算数据，以说明采用补偿的节能效果。计算依据：Pjs=68.86KW、Qjs=106.18KVar、COS=0.54、Sjs=125.48KVA、Ijs=181.11A考虑与开关保护参数配合，最终选定VV-1KV-3x120+2x95干线电缆，架空钢索配线。以补偿功率因数达0.9计算应补偿量过程如下：=25.4 tg=0.484

3、3Q0.9=Pjstg=68.86x0.4843=33.35KVar需补偿量：Qjs- Q0.9=106.18-33.35=72.83KVar补偿到功率因数达0.9后容量： S0.9=PJS2+Q0.92 =68.862+33.352 =76.51KVA I0.9= S0.9/(3 Ue) = 76.51/(3 x0.4) = 110.44A补偿点选在总开关下口，考虑与开关保护参数配合，最终选定VV-1KV-3x70+2x35干线电缆，截面较未补偿前小两级，总开关容量亦相应减小。节能效果：（Sjs- S0.9）/ Sjs=（125.48-76.51）/125.48=39.03%天津大无缝直接还

4、原铁厂原料堆场设备安装工程，主要安装内容包括堆取料机、皮带输送机、除尘等设备，是典型的大型通用工业设备安装工程。通过以上关于该工程临电设计计算结果及进一步计算数据分析，不难发现，采用电容补偿技术，可以在同样有功条件下，大幅减少现场总视在功率，补偿后总视在功率较补偿前降低近40%。同时电缆截面及开关容量明显减小。结合目前我国经济建设现状，每年比之更大的大型、超大型工程比比皆是，若国家有关部门修订相关法规、标准，强制推行施工现场临电电容补偿技术，同时实行如差别电价、减免部分收费等政策措施促进，充分调动建筑施工企业、建设单位的社会责任感与管理积极性，每年节省的电力资源将是相当可观的。那么，施工现场临

5、电无功补偿技术宜采取何种方式；其技术可行性怎样；经济效果如何；目前实施还存在哪些问题有待进一步研究和论证呢？在此就这些问题逐一进行初步探讨。1、施工现场临电无功补偿技术方式的确定与技术可行性目前，我国电力系统功率补偿普遍采用智能无功补偿控制器控制下的电容补偿方式，按电流取样信号是三相分别取样还是只在一相取样，分为三相电容自动补偿和三相分相电容自动补偿。三相电容自动补偿适用于三相平衡的供配电系统。由于三相平衡，各相无功负荷或无功电流相同。因此调节无功参数的取样信号可以取自任意一相（一般为B相），电容器组接成角形，三相同时投切，可满足补偿要求，保证供电质量。三相分相电容自动补偿适用于三相不平衡的供

6、配电系统。由于三相不平衡，各相无功负荷或无功电流偏差较大。因此调节无功参数的取样信号不能取自一相，应取自三相，电容器组接成星形，三相分别投切。这样可以有效地避免补偿过程中会产生过补偿和欠补偿，从而破坏整个供配电系统三相电压平衡，致使用电设备不能正常工作，甚至损毁用电设备。同时也避免了向电网反送无功所带来的严重危害。施工现场临时用电系统的特点是：单相设备较多；总负荷随施工进度和作业内容的变化波动较大；设备空载率高，无功负荷量较大，系统功率因数低；人为影响，加重系统三相供配电系统的不平衡状态。针对以上特点施工现场临时用电系统应采取三相分相电容自动补偿方式。在施工现场临时用电三相分相电容自动补偿系统

7、中，应强调智能电容无功补偿控制器的作用，它是使整个补偿系统长期稳定工作、保护电容器组不可或缺的有力保证。首先，就智能电容无功补偿控制器的技术现状而言已多次更新换代，与专用接触器系统有机结合，已形成了系列化的成套技术，在电力系统中被广泛采用，技术可靠性毋庸置疑。智能电容无功补偿控制器一般均具备自动检测、自动投切、过压、欠压、缺相、短路等保护功能，与专用接触器配合使用，构成整个控制系统。通过专用接触器系统，可实现RC吸收同路，可以滤除高次谐波，吸收尖峰脉冲；通过特有的充电回路，对准备投入的电容器组先行充电，使电容器组保持一定的直流电平，减少对电网的冲击，更好的保护开关及电容器组，以延长其使用寿命。

8、其次，从维护管理要求上，现有施工现场临电维护运行管理制度，能够充分保证补偿系统的可靠工作。再次，从维护技术要求上，可以实现一次设定完毕后，控制系统根据负荷变动情况，在整个保护功能介入下自动投切补偿电容器组，无需过多的认为干预，同时实现与供配电系统匹配，达到节能效果。关于无功补偿容量的设计与计算也较为简便，只需在现场总负荷计算完毕后，按要求达到的功率因数值（一般COS0.9）计算出应补偿量，选用相应的电容器组、控制器及标准控制线路即可。成套设备按样本选取更加方便。2、经济效果在施工现场临时用电系统中采取无功补偿措施，其最大的经济效果就是宏观上的巨大的节能潜力。从目前乃至今后相当长的一段时间内，国

9、内建筑行业仍会处于机械化、工厂化程度不高，继续以人的手工劳动，辅以大量简单机械设备为主的水平，并在此基础上均以形成了较为成熟的施工工艺。因此造成了整体施工现场临时用电系统功率因数短期内不可能大幅提高，仍会长期处于较低的水平，从笔者多年的工作经验看一般在0.6左右。在国家整体能源紧张的情况下，建议有关部门结合本次施工现场临时用电安全技术规范重新编写的机会，在施工现场临时用电系统中强制推行无功电容补偿措施，提高施工现场临时用电系统的使用效率，最大限度的节约有限的电力资源，使其在国民经济建设中发挥更大的作用。在施工现场临时用电系统中采取无功补偿措施，虽然在补偿装置上增加了一些费用，但对于建设单位和施

10、工单位也可带来一定的经济效益。如由于高压外线截面、变压器及低压总开关容量、低压输电干线截面减小，从而在现场初期临时用电投入及运行维护费用上有所降低；若国家出台相关支持政策，必然会在相关费用上有所倾斜，也会在一定程度上降低施工建设成本。 3、目前实施还存在的问题 1）缺乏适合于施工现场临时用电的科学合理的设计参数。目前大多数的临时用电设计计算均借鉴相关电气设计参数，计算结果往往偏大很多，很难保证设计计算数据与实际需要相符，从而失去了计算与节能的意义，也必然加大初期投入，增大运行成本。 2）电价与相关政策没有针对关于施工现场临时用电供电效率的奖励与处罚措施，施工企业与建设单位积极性不高。 3）施工现场临时用电安全技术规范中，没有相关节能措施的强制实行的内容，造成实施无依据。 4）变压器容量与计算负荷脱节，且由于计算负荷偏大，致使变压器从一开始就处于低负荷状态运行。既浪费有限的电力资源，又加大了初期经济投入。有资料显示变压器消耗的无功功率一般为其额定功率的10% - 15%，空载无功功率为起满载的1/3。 5）在施工现场临时用电安全技术规范中，未明确相关大型用电建筑施工机械设备运行功率因数要求。应要求在大型设备总控制箱增加随机三相电容补偿装置，这样可以进一步降低为其供电线路的截面及开关容量。同时，由于大型用电施工机械耗电量占现场总负荷的比例较大，因此对大型用电施工机械采取功率因数的提