水泥制品企业减少电能损耗的措施

问：什么是功率因数？为什么说提高功率因数可减小电能的损耗？

答：功率因数是指电流与电压之间相位差角的余弦。其值的大小取决于负载的性质。当电路中接入纯电阻负载时，其功率因数最高，cos=1；如果接入电感性的负载，电路的功率因数小于1。在工业上广泛使用的交流异步电动机，性属电感性的负载。其满载时的功率因数约在0.7～0.9之间，在空载或轻载时，其功率因数则更低。

众所周知，发电机和电力变压器的额定容量是用视在功率来表示的。其单位是千伏安。它是电压与电流有效值的乘积。当电压恒定时，其容量决定于电流值。这一电流值由有功分量和无功分量组成。有功分量是通过用电设备或用电器将电能转换成机械能或热能而得到充分利用。对发电机来说，这一项称为有功功率。而无功分量却没有得到利用。但无功电流在供电线路、发电机和电力变压器中同样要产生电阻损耗而浪费电能。这一损耗，通常称为无功损耗。无功电流对发电机来说，输出的是无功功率。如果负载的无功分量增加，即功率因数降低，则发电机的无功功率也增加，以致使发电机不能得到充分利用。例如，发电机的容量为S=UI，当发电机的电压和电流达到额定值时，如果电路的功率因数是0.5，则发电机的有功功率P=0.5UI=0.5S。此时，发电机输出功率仅占额定容量的一半。对于电力变压器也是如此。所以，供电部门之所以特别注意用户的功率因数，就是为了减小无功损耗和提高发电机与电力变压器的利用率。

问：如何提高水泥制品生产设备和生产厂的功率因数？

答：由于水泥制品生产设备中，交流异步电动机和焊接机使用很多。这类电气设备与其它电气设备相比，功率因数都较低。再加上生产厂对电动机的选型和使用不当。所以，目前国内水泥制品生产厂的功率因数都较低。

水泥制品生产厂的功率因数的提高，应首先考虑如何合理选用电动机和其它电气设备。然后再在厂变电所采用功率因数的补偿，来提高功率因数。水泥制品生产设备中，容量较大或对全厂功率因数影响较大的设备有：钢筋调直切断机、张拉机、拔丝机、点焊机、对焊机、电焊机、自应力水泥球磨机、离心机、悬辊机、振动台、立式挤压制管机等设备。这些设备中的绝大部分都是采用功率因数较低的交流异步电动机或降压变压器。要提高以上设备的功率因数的措施有以下几种：

1、在选用电动机时，应从机械负载的大小和特性来合理选用电动机的型号和容量。目前，国内生产厂在选用电动机时，往往只考虑设备的可靠性，而忽视了节约电能和提高功率因数。所以，电动机的容量都选得较大，有的甚至大于设备所需容量的一倍以上。这样，电动机在长期轻载运行时的效率和功率因数都很低。例如，离心机大多采用长期轻载运行的交流电动机。如果改用为短时过载能力较大的直流电动机，可使电动机的容量降低一半多，这对提高功率因数显然是有好处的。

2、改变起动方式，可使电动机满载运行。由于交流异步电动机的起动电流大而起动转矩小，往往不能满足全负载起动要求。为此可改成空载起动，起动后再投入满负载运行。例如，拔丝机、张拉机和立式挤压制管机都可采用这种起动方式。这样做既可减小电动机的容量，又可提高功率因数。

3、对于采用降压变压器的电焊机，对焊机和点焊机，应避免空载运行，如电焊机加装空载自动切断电源装置就能避免空载运行。

4、对于起动次数很少，而运行时间较长的设备，如球磨机，可选用功率因数高的同步电动机。由于同步电动机不但能控制在功率因数等于1的情况下运行，而且还可在超前的相位差角下运行。所以，采用同步电动机以后，可以补偿交流异步电动机和变压器等感性负载的滞后的相位差角，使厂内功率因数提高。

厂内变电所可采用以下两种办法提高功率因数：

1、厂内变电所，可安装电力电容器来提高功率因数。由于电容器是属于容性负载，其相位差角是超前的，所以能对滞后的感性负载起补偿作用，使功率因数提高。目前，国内已有电力电容器自动功率因数补偿仪产品，能自动合上或切断电容器组，可使变电所的功率因数控制在较理想的范围之内。

2、电力变压器应采用型号、参数相同，且容量相等的两台变压器并联运行。这样可在厂内用电量较小时，切断一台变压器，只用另一台变压器投入运行。这一配电方式与采用单台大容量的变压器的配电方式相比，不但可减小空载损耗，而且也可提高功率因数。