施工現(xiàn)場(chǎng)采用分相電容補(bǔ)償技術(shù)的探討

施工現(xiàn)場(chǎng)采用分相電容補(bǔ)償技術(shù)的探討摘要：本文通過(guò)具體事例分析，說(shuō)明建筑施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電施工組織設(shè)計(jì)中，采用增加電容補(bǔ)償?shù)姆绞?，提升功率因?shù)后顯著的節(jié)能效果。并進(jìn)一步分析了應(yīng)采用的補(bǔ)償方式及技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)效果等，同時(shí)提出了目前實(shí)施中要解決的幾項(xiàng)問(wèn)題。關(guān)鍵詞：施工現(xiàn)場(chǎng)、臨電節(jié)能措施、三相分相電容自動(dòng)補(bǔ)償、隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會(huì)文明程度的進(jìn)步，節(jié)能環(huán)保理念已深入人心，逐漸成為全社會(huì)的共識(shí)。目前，我國(guó)尚處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的階段，作為大量消耗資源，影響環(huán)境的建筑業(yè)，應(yīng)承擔(dān)起可持續(xù)性發(fā)展的社會(huì)責(zé)任。建設(shè)部于2007年9月發(fā)布了建質(zhì)安[2007]223號(hào)文，即《綠色施工導(dǎo)則》，充分體現(xiàn)了政府部門(mén)在節(jié)能、環(huán)保層面上的關(guān)注程度。在此僅對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電系統(tǒng)的節(jié)能問(wèn)題做一探討。在施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電施工組織設(shè)計(jì)中，廣泛采用系統(tǒng)提升功率因數(shù)的無(wú)功電容補(bǔ)償技術(shù)，不失為一種簡(jiǎn)單可靠、簡(jiǎn)便易行、效果顯著的節(jié)能措施。下面簡(jiǎn)要剖析一下天津大無(wú)縫直接還原鐵廠原料堆場(chǎng)設(shè)備安裝工程的臨時(shí)用電施工組織設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)，以說(shuō)明采用補(bǔ)償?shù)墓?jié)能效果。計(jì)算依據(jù)：Pjs=68.86KW、Qjs=106.18KVar、COSΦ=0.54、Sjs=125.48KVA、Ijs=181.11A考慮與開(kāi)關(guān)保護(hù)參數(shù)配合，最終選定VV-1KV-3x120+2x95干線電纜，架空鋼索配線。以補(bǔ)償功率因數(shù)達(dá)0.9計(jì)算應(yīng)補(bǔ)償量過(guò)程如下：Φ=25.4°tgΦ=0.4843Q0.9=PjstgΦ=68.86x0.4843=33.35KVar需補(bǔ)償量：Qjs-Q0.9=106.18-33.35=72.83KVar補(bǔ)償?shù)焦β室驍?shù)達(dá)0.9后容量：S0.9=√PJS2+Q0.92=√68.862+33.352=76.51KVAI0.9=S0.9/(√3Ue)=76.51/(√3x0.4)=110.44A補(bǔ)償點(diǎn)選在總開(kāi)關(guān)下口，考慮與開(kāi)關(guān)保護(hù)參數(shù)配合，最終選定VV-1KV-3x70+2x35干線電纜，截面較未補(bǔ)償前小兩級(jí)，總開(kāi)關(guān)容量亦相應(yīng)減小。節(jié)能效果：（Sjs-S0.9）/Sjs=（125.48-76.51）/125.48=39.03%天津大無(wú)縫直接還原鐵廠原料堆場(chǎng)設(shè)備安裝工程，主要安裝內(nèi)容包括堆取料機(jī)、皮帶輸送機(jī)、除塵等設(shè)備，是典型的大型通用工業(yè)設(shè)備安裝工程。通過(guò)以上關(guān)于該工程臨電設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果及進(jìn)一步計(jì)算數(shù)據(jù)分析，不難發(fā)現(xiàn)，采用電容補(bǔ)償技術(shù)，可以在同樣有功條件下，大幅減少現(xiàn)場(chǎng)總視在功率，補(bǔ)償后總視在功率較補(bǔ)償前降低近40%。同時(shí)電纜截面及開(kāi)關(guān)容量明顯減小。結(jié)合目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)現(xiàn)狀，每年比之更大的大型、超大型工程比比皆是，若國(guó)家有關(guān)部門(mén)修訂相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)制推行施工現(xiàn)場(chǎng)臨電電容補(bǔ)償技術(shù)，同時(shí)實(shí)行如差別電價(jià)、減免部分收費(fèi)等政策措施促進(jìn)，充分調(diào)動(dòng)建筑施工企業(yè)、建設(shè)單位的社會(huì)責(zé)任感與管理積極性，每年節(jié)省的電力資源將是相當(dāng)可觀的。那么，施工現(xiàn)場(chǎng)臨電無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)宜采取何種方式；其技術(shù)可行性怎樣；經(jīng)濟(jì)效果如何；目前實(shí)施還存在哪些問(wèn)題有待進(jìn)一步研究和論證呢？在此就這些問(wèn)題逐一進(jìn)行初步探討。1、施工現(xiàn)場(chǎng)臨電無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)方式的確定與技術(shù)可行性目前，我國(guó)電力系統(tǒng)功率補(bǔ)償普遍采用智能無(wú)功補(bǔ)償控制器控制下的電容補(bǔ)償方式，按電流取樣信號(hào)是三相分別取樣還是只在一相取樣，分為三相電容自動(dòng)補(bǔ)償和三相分相電容自動(dòng)補(bǔ)償。三相電容自動(dòng)補(bǔ)償適用于三相平衡的供配電系統(tǒng)。由于三相平衡，各相無(wú)功負(fù)荷或無(wú)功電流相同。因此調(diào)節(jié)無(wú)功參數(shù)的取樣信號(hào)可以取自任意一相（一般為B相），電容器組接成角形，三相同時(shí)投切，可滿足補(bǔ)償要求，保證供電質(zhì)量。三相分相電容自動(dòng)補(bǔ)償適用于三相不平衡的供配電系統(tǒng)。由于三相不平衡，各相無(wú)功負(fù)荷或無(wú)功電流偏差較大。因此調(diào)節(jié)無(wú)功參數(shù)的取樣信號(hào)不能取自一相，應(yīng)取自三相，電容器組接成星形，三相分別投切。這樣可以有效地避免補(bǔ)償過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生過(guò)補(bǔ)償和欠補(bǔ)償，從而破壞整個(gè)供配電系統(tǒng)三相電壓平衡，致使用電設(shè)備不能正常工作，甚至損毀用電設(shè)備。同時(shí)也避免了向電網(wǎng)反送無(wú)功所帶來(lái)的嚴(yán)重危害。施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電系統(tǒng)的特點(diǎn)是：?jiǎn)蜗嘣O(shè)備較多；總負(fù)荷隨施工進(jìn)度和作業(yè)內(nèi)容的變化波動(dòng)較大；設(shè)備空載率高，無(wú)功負(fù)荷量較大，系統(tǒng)功率因數(shù)低；人為影響，加重系統(tǒng)三相供配電系統(tǒng)的不平衡狀態(tài)。針對(duì)以上特點(diǎn)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電系統(tǒng)應(yīng)采取三相分相電容自動(dòng)補(bǔ)償方式。在施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電三相分相電容自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)智能電容無(wú)功補(bǔ)償控制器的作用，它是使整個(gè)補(bǔ)償系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作、保護(hù)電容器組不可或缺的有力保證。首先，就智能電容無(wú)功補(bǔ)償控制器的技術(shù)現(xiàn)狀而言已多次更新?lián)Q代，與專用接觸器系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，已形成了系列化的成套技術(shù)，在電力系統(tǒng)中被廣泛采用，技術(shù)可靠性毋庸置疑。智能電容無(wú)功補(bǔ)償控制器一般均具備自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)投切、過(guò)壓、欠壓、缺相、短路等保護(hù)功能，與專用接觸器配合使用，構(gòu)成整個(gè)控制系統(tǒng)。通過(guò)專用接觸器系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)RC吸收同路，可以濾除高次諧波，吸收尖峰脈沖；通過(guò)特有的充電回路，對(duì)準(zhǔn)備投入的電容器組先行充電，使電容器組保持一定的直流電平，減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，更好的保護(hù)開(kāi)關(guān)及電容器組，以延長(zhǎng)其使用壽命。其次，從維護(hù)管理要求上，現(xiàn)有施工現(xiàn)場(chǎng)臨電維護(hù)運(yùn)行管理制度，能夠充分保證補(bǔ)償系統(tǒng)的可靠工作。再次，從維護(hù)技術(shù)要求上，可以實(shí)現(xiàn)一次設(shè)定完畢后，控制系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷變動(dòng)情況，在整個(gè)保護(hù)功能介入下自動(dòng)投切補(bǔ)償電容器組，無(wú)需過(guò)多的認(rèn)為干預(yù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與供配電系統(tǒng)匹配，達(dá)到節(jié)能效果。關(guān)于無(wú)功補(bǔ)償容量的設(shè)計(jì)與計(jì)算也較為簡(jiǎn)便，只需在現(xiàn)場(chǎng)總負(fù)荷計(jì)算完畢后，按要求達(dá)到的功率因數(shù)值（一般COS≥0.9）計(jì)算出應(yīng)補(bǔ)償量，選用相應(yīng)的電容器組、控制器及標(biāo)準(zhǔn)控制線路即可。成套設(shè)備按樣本選取更加方便。2、經(jīng)濟(jì)效果在施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電系統(tǒng)中采取無(wú)功補(bǔ)償措施，其最大的經(jīng)濟(jì)效果就是宏觀上的巨大的節(jié)能潛力。從目前乃至今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)仍會(huì)處于機(jī)械化、工廠化程度不高，繼續(xù)以人的手工勞動(dòng)，輔以大量簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備為主的水平，并在此基礎(chǔ)上均以形成了較為成熟的施工工藝。因此造成了整體施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電系統(tǒng)功率因數(shù)短期內(nèi)不可能大幅提高，仍會(huì)長(zhǎng)期處于較低的水平，從筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)看一般在0.6左右。在國(guó)家整體能源緊張的情況下，建議有關(guān)部門(mén)結(jié)合本次《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》重新編寫(xiě)的機(jī)會(huì)，在施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電系統(tǒng)中強(qiáng)制推行無(wú)功電容補(bǔ)償措施，提高施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電系統(tǒng)的使用效率，最大限度的節(jié)約有限的電力資源，使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。在施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電系統(tǒng)中采取無(wú)功補(bǔ)償措施，雖然在補(bǔ)償裝置上增加了一些費(fèi)用，但對(duì)于建設(shè)單位和施工單位也可帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。如由于高壓外線截面、變壓器及低壓總開(kāi)關(guān)容量、低壓輸電干線截面減小，從而在現(xiàn)場(chǎng)初期臨時(shí)用電投入及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用上有所降低；若國(guó)家出臺(tái)相關(guān)支持政策，必然會(huì)在相關(guān)費(fèi)用上有所傾斜，也會(huì)在一定程度上降低施工建設(shè)成本。3、目前實(shí)施還存在的問(wèn)題1）缺乏適合于施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電的科學(xué)合理的設(shè)計(jì)參數(shù)。目前大多數(shù)的臨時(shí)用電設(shè)計(jì)計(jì)算均借鑒相關(guān)電氣設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算結(jié)果往往偏大很多，很難保證設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際需要相符，從而失去了計(jì)算與節(jié)能的意義，也必然加大初期投入，增大運(yùn)行成本。2）電價(jià)與相關(guān)政策沒(méi)有針對(duì)關(guān)于施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電供電效率的獎(jiǎng)勵(lì)與處罰措施，施工企業(yè)與建設(shè)單位積極性不高。3）《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》中，沒(méi)有相關(guān)節(jié)能措施的強(qiáng)制實(shí)行的內(nèi)容，造成實(shí)施無(wú)依據(jù)。4）變壓器容量與計(jì)算負(fù)荷脫節(jié)，且由于計(jì)算負(fù)荷偏大，致使變壓器從一開(kāi)始就處于低負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行。既浪費(fèi)有限的電力資源，又加大了初期經(jīng)濟(jì)投入。有資料顯示變壓器消耗的無(wú)功功率一般為其額定功率的10%-15%，空載無(wú)功功率為起滿載的1/3。5）在《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》中，未明確相關(guān)大型用電建筑施工機(jī)械設(shè)備運(yùn)行功率因數(shù)要求。應(yīng)要求在大型設(shè)備總控制箱增加隨機(jī)三相電容補(bǔ)償裝置，這樣可以進(jìn)一步降低為其供電線路的截面及開(kāi)關(guān)容量。同時(shí)，由于大型用電施工機(jī)械耗電量占現(xiàn)場(chǎng)總負(fù)荷的比例較大，因此對(duì)大型用電施工機(jī)械采取功率因數(shù)的提升