炼化厂配电发电机组如何避免功率因数过大

在炼化厂的自备配电系统中，发电机组（通常是燃气轮机或蒸汽轮机驱动的同步发电机）不仅是重要的有功电源，也是无功功率的调节设备。功率因数过大，特指功率因数趋近于1或变为负值，即系统进入过补偿状态，呈现容性。

一、功率因数过大对发电机组及系统的危害

1、对发电机本身的影响：

端电压升高：发电机向容性系统输出容性无功功率（相当于从系统吸收感性无功），会在其内部产生“容性”的电枢反应，导致发电机端电压升高，可能超过允许范围，威胁定子绝缘。

稳定性下降：在容性负载下，发电机的功角特性发生变化，其静态稳定储备降低，在扰动下更容易失去同步。

转子过热：为维持系统电压在正常水平，发电机自动电压调节器（AVR）会试图减少励磁电流。然而，进入深度进相运行时，为维持机组稳定，转子表层可能因涡流损耗而过热。

3、对系统的影响：

过电压风险：系统整体呈现容性，可能导致各级母线电压异常升高，损坏并联运行的电气设备，如电动机、变压器等。

谐振风险：系统的容性特性更容易与网络中的感性元件（如变压器漏感、电抗器）在特定频率下发生串联或并联谐振，产生危险的谐振过电压和过电流。

二、避免功率因数过大的核心策略与措施

1、优化发电机组的运行模式

控制功率因数（PF）模式：将发电机组的控制系统设置为自动功率因数调节模式，并设定一个合理的目标值。该目标值应设定为略微滞后的数值（如0.95滞后），而不是1.0或超前。

控制无功功率（Q）模式：更直接的方式是设定发电机发出无功功率的目标值为一个正值（发出感性无功），从而确保其运行在迟相（滞后）状态。

3、协调厂内无功补偿装置的投切

建立联动逻辑：在发电机组投入运行或增大出力时，应通过能量管理系统（EMS）或自动控制装置，按比例或根据实时无功需求，自动切除部分或全部并联电容器组。

避免局部过补偿：尤其当发电机就近向大容量负载供电时，需确保该负载配套的就地补偿电容器不会导致发电机端口处的功率因数变为容性。

炼化厂避免配电发电机组功率因数过大，其核心在于主动管理和协同控制。通过将发电机组设定在略微滞后的功率因数模式，并建立其与厂内无功补偿装置（电容器）的自动联切机制，可以有效地防止系统进入容性过补偿状态。