浅析化工工厂电能质量优化方案

刘思佚

（西南化工研究设计院有限公司，四川 成都 610225）

1 化工工厂电能质量现状和问题分析

就目前我国电气施工行业的现状而言，建筑电气施工的时间一般十分紧促，经常出现由于没有对电气施工全面了解的情况下就仓促的进行施工工作。在化工工程电气设计上由于此前电气施工的规划设计不科学从而导致化工工程电能质量不良的情况屡见不鲜。尤其在化工工程的电气设计上没有对化工工厂有机结合，比如化工工厂中重要的电力设备、预埋管线、消防管道、水电线路和通风管道纵横分布的部位都没有合理的进行设计，不仅给化工工厂电能的质量安全埋下了隐患，而且给我国的经济发展造成了巨大的经济损失，阻碍了我国化工行业的发展。化工工厂电能质量的下降会给化工工厂的生产安全和效率带来很大的影响，本文列举以下几个方面。

1.1 变压器损耗。由于在化工工厂的工业系统属于一个较为特殊的生产环境，而且化工工厂变压器的涡流损耗往往是预期值的九倍左右，几乎达到了变压器整个负载损耗的2倍，加上由于集肤效应导致的导线过热都会引起变压器额外的损耗。虽然集肤效应可以在功赫兹时忽略但是从3次赫兹与7次谐波开始发生作用。例如，化工工厂变压器中一根直径为20毫米的导线在3次赫兹往往就具有比直流电阻高出一般的视在电阻。在化工工厂电力系统中这些增加的电阻，往往会导致频率的升高而且发生电压下降和电压的剧烈变化，甚至导致电能质量的严重下降和电能的额外损失现象的发生。

1.2 误跳闸现象。由于化工工厂的生产需要用到大量的电能，而电能质量的下降往往会导致冲击电流的出现，从而导致电力事故的出现。因为冲击电流极易导致断路器跳闸的事故，这是由于断路器不能正确的合计化工工厂电路中含有基波和各次谐波的电流而发生的现象，常常发生误跳闸或者在该跳闸的时候根本不跳的现象，甚至于出现漏电电流达到使漏电保护装置动作的设定值的问题。因此误跳闸现象对化工工厂的电力系统会造成极大的损害，造成化工工厂电能质量的严重下降，同时起补救措施必须要保证生产和工作人员的安全。这种情况的解决方法一般是通过多分几个回路，并使每个回路所带负载最大限度的减少，从而降低冲击电流及漏电电流问题的出现。

2 化工工厂生产管理过程中电能质量优化措施

2.1 加强对化工工厂电能的管理工作。化工工厂的电力系统设计的质量好坏直接的影响到化工工程生产构成中的电能质量，因此在化工工程电气设计和施工上必须要对化工工程电气施工队伍进行有效的选择。因为只有具有工厂电气系统施工经验和较高的专业素质的施工人员才能保证化工工厂电气施工的质量，其次在化工工厂电能的管理工作上必须要加强化工工厂电力系统的管理，提高化工工厂工作人员的电能使用责任意识，让每一位工人都能充分的了解到电能质量的重要性，从而明确化工工厂生产过程中的操作规范，还可以通过建立化工工厂电力系统责任的方式来加强电能的管理工作。

2.2 提高化工工厂电能的一般措施。一般而言，可以通过调节化工工厂有载调压变压器的分接头可以保证化工工厂生产中的电压稳定，从而也一定程度上提高化工工厂电能的质量。其次通过并联电容器组也可以有效的补偿系统无功功率，从而解决电压偏低的情况，可是如果化工工厂中电能质量的问题过于严重，那么采用此方法则难以使电能质量得到优化和提高。但是由于化工工厂电力系统复杂和消耗巨大，因此这种一般措施往往无法取得优化电能质量的良好效果。

3 化工工厂设计中采用的电能质量优化方案

3.1 采用有源和无源滤波技术。有源和无源滤波技术可以有效的提高电能质量。无源滤波技术通过采用调谐的谐振技术来为谐波提供低阻通路来消除谐波，但是由于无源滤波技术的应用中收到大体积和高能耗的限制，而且在对高谐波的情况下负载率波效果不良，而且非常引发系统谐振的问题，正是因为这个原因，无源滤波技术很少应用到化工工厂的电能优化上。有源滤波则是通过采用高性能的控制芯片和电子元件来运用成熟的谐波控制技术来对进行负载滤波，优化化工工厂的电能质量。而且有源滤波具有体积小、耗能低和较高的负载适应性，而且克服了无源滤波技术存在的系统谐振问题，对化工工厂电能质量的优化具有良好的效果。

3.2 采用无功补偿的措施来提高化工工厂电能质量

基于无功补偿措施可以有效的提高化工工厂的电能质量。这是因为无功补偿装置在化工工厂的电力系统中能够高校对进行无功补偿和电压控制，并且不断的增加系统的稳定性、电压限制和电阻率等，无功电流在输出时可以在较大范围内保证电压变化范围的恒定，从而对化工工厂的生产形成强有力的保证，而且在化工工厂电压较低时提供强的无功支撑，从而提高化工工厂的整体电能质量。

3.3 化工工厂设计中可以基于电力技术来提高电能质量。科学技术的快速发展推动力电力电子技术的广泛应用，通过电力技术在化工工厂电力系统中的应用可以有效的解决谐波畸变、电压不稳等一系列影响电能质量的问题，并提高化工工厂电能的质量。基于电力技术来提高电能质量的方案主要有以下四种：

3.3.1 静止调相机，在化工工厂的设计中采用静止调相机可以很好的调节化工工厂电压与系统功率因数，从而完善化工工厂电力系统设计，保证电能质量达到标准。

3.3.2 不间断稳压电源，化工工厂中通过不间断稳压电源的设计可以保证化工工厂电能质量达到标准，因为化工工厂生产过程中会产生巨大的电能负荷，因此为了保证化工工厂电能质量，必须要加以稳压电源的设计。

3.3.3 动态电压恢复器，这一设计应用在化工工厂的电力系统中，主要是可以起到补偿电能的电压波动和闪变等情况，一般用于敏感负荷。

3.3.4 固态电子转换开关，化工工厂一般是采用传统的机械开关设计在电力系统中的双回线路，但是这种传统的机械开关没有较高的反应能力，但是通过固态电子转换开关在双回线路的切换可以克服传统机械开关反应慢的情况，从而保证化工工厂电能质量达标和持续供电。

结语

总而言之，化工工厂的电能质量优化决定着化工工厂生产的安全和效率，必须要采取科学有效的措施对化工工厂的电能质量进行优化。通过合理的设计化工工厂电能质量优化方案，结合滤波技术、无功补偿和电力技术在化工工程电力系统中的应用可以达到优化化工工厂电能质量的良好效果。不仅如此，化工工厂的电能质量优化还需要充分分析电能质量下降的原因，加强化工工厂电能的管理工作，采用一些基础的方法措施，达到提高化工工厂电能质量的目的。只有优质的电能质量才能保证化工工厂正常的生产机安全，这对于促进我国化工行业的发展具有重要的意义。

[1]肖湘宁.电能质量分析与控制[J].北京：中国电力出版社，2004.

[2]陈建业.工业企业电能质量控制[J].北京：中国电力出版社，2004.