淺談如何提高功率因數(shù)

蔣曉

(常州供電公司,江蘇常州 213004)

淺談如何提高功率因數(shù)

蔣曉

(常州供電公司,江蘇常州 213004)

本文簡述了功率因數(shù)的定義,功率因數(shù)低的危害,影響功率因數(shù)的因素和提高功率因數(shù)的辦法,并通過列舉提高功率因數(shù),降低電網(wǎng)損耗,提高電壓質(zhì)量。

提高功率因數(shù) 降耗 方法

交流電路中，電源提供的總功率為視在功率S;在電阻性元件(R)上的電功率稱有功功率P;而損耗在電感性元件(L)及電容性元件(C)上的這部分電功率稱無功功率Q。同時它們之間有著以下關(guān)系

。無功功率則給電網(wǎng)帶來額外負(fù)擔(dān)，并且因功率因數(shù)的高低關(guān)系電源的電壓損失和電壓波動，嚴(yán)重時，會導(dǎo)致設(shè)備損壞，系統(tǒng)解列。而在《供電營業(yè)規(guī)則》中也強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)。

1 功率因數(shù)的定義

交流電路中有功功率占視在功率的比率稱功率因數(shù)cosφ，即cosφ=P/S.功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)。而電力系統(tǒng)中的負(fù)載大部分是感性的，電感或電容性負(fù)載也同時存在，導(dǎo)致功率因數(shù)都小于1。為了最大程度電網(wǎng)和設(shè)備的利用率，就必須提高其功率因數(shù)。

2 功率因數(shù)低的危害

功率因數(shù)低會增加供電線路的功率損失，降低輸電效率。功率因數(shù)低造成供電線路的電壓損失導(dǎo)致供電質(zhì)量下降。連鎖反應(yīng)影響到發(fā)、供、用電設(shè)備的效率。從而增加供電企業(yè)投資成本。而供電企業(yè)對功率因數(shù)的考核，用電企業(yè)加大電費(fèi)支出。

3 影響功率因數(shù)的幾點(diǎn)重要因素

3.1 電力變壓器和異步電動機(jī)運(yùn)行不合理

變壓器的空載會產(chǎn)生大量的無功功率，因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)在長期低負(fù)載或空載狀態(tài)下運(yùn)行。在實(shí)際中由于變壓器容量過大和臺數(shù)選擇不當(dāng)，導(dǎo)致功率因數(shù)的下降。而企業(yè)中的異步電動機(jī)在額定負(fù)載在75%時，功率因數(shù)為0.85，而空載時功率因數(shù)僅0.2-0.3，若長期處于低負(fù)載下運(yùn)行，功率損耗增大，也會使功率因數(shù)明顯降低。

3.2 用電設(shè)備自身的功率因數(shù)低

時代在發(fā)展，節(jié)能燈逐漸成了主流產(chǎn)品，加上社會的大力推廣節(jié)能燈也讓大家越來越接受，但這類照明用電的功率因數(shù)一般在0.6-0.7左右，功率因數(shù)比較低。節(jié)能燈雖然可以節(jié)約有功電力，但消耗了大量無功電量。

3.3 補(bǔ)償切換不及時,負(fù)荷偏相調(diào)整不及時

一些企業(yè)為節(jié)約成本，聘請一些工資相對便宜的臨時電工。而這些電工經(jīng)常身兼數(shù)職，加上專業(yè)水平并不達(dá)標(biāo)，造成客戶設(shè)備長期無人管理維護(hù)，導(dǎo)致電力設(shè)備不能處于最佳狀態(tài)運(yùn)行。

4 提高功率因數(shù)的方法及措施

提高功率因數(shù)的方法主要有兩種：一是提高自然功率因數(shù)，減少用電設(shè)備對無功的需要，二是采用無功補(bǔ)償，在用電設(shè)備處安裝能夠提供無功電力的設(shè)備，使無功功率就地得到補(bǔ)償。

4.1 提高自然功率因數(shù)

(1)合理選用電動機(jī)的型號、規(guī)格和容量，使其接近滿載運(yùn)行，防止“大馬拉小車”。

(2)合理配置變壓器，恰當(dāng)?shù)剡x擇其容量。對負(fù)載率小于30%的變壓器，在考慮供電安全的前提下，采取“撤、換、并、?！钡确椒ǎ蛊湄?fù)載率提高到最佳值。

(3)安裝空載斷電裝置，避免電動機(jī)或設(shè)備空載運(yùn)行。但是對于那些靜止力矩大、啟動時間長的機(jī)械，若停車時間不長，就不宜安裝空載限制器，以免引起頻繁停車，損傷機(jī)械設(shè)備。

(4)變壓器各項(xiàng)負(fù)荷設(shè)計均衡。負(fù)荷均衡可以減少變壓器阻抗中的無功損耗，提高負(fù)荷的自然功率因數(shù)。

4.2 加裝無功補(bǔ)償

當(dāng)企業(yè)依靠提高自然功率因數(shù)的辦法已不能滿足其對功率因數(shù)的要求時，工業(yè)企業(yè)需裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置，對功率因數(shù)進(jìn)行人工補(bǔ)償。

(1)就地補(bǔ)償。就地補(bǔ)償是將并聯(lián)補(bǔ)償電容器組裝設(shè)在需要進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)母鱾€用電設(shè)備旁邊。也稱之為分散補(bǔ)償。這樣的效果是能夠補(bǔ)償安裝部位前端的線路及變壓器的無功功率。其優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)償范較大，效果明顯。而投資較大，也成了最大的弊端。

(2)集中補(bǔ)償。目前大多數(shù)企業(yè)采用的另一種無功補(bǔ)償方式，是低壓配電側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償。這種方式中的無功補(bǔ)償裝置是采用低壓并聯(lián)電容器柜，其容量多在幾十至幾百kvar不等。它是根據(jù)用戶負(fù)荷的實(shí)際波動，控制投入相應(yīng)數(shù)量的電容器來進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償。其主要目的是實(shí)現(xiàn)用戶所需無功功率的就地平衡，提高專用變用戶的功率因數(shù)，同時還能在相當(dāng)程度上保障該用戶的電壓水平。

5 選擇多元化,合理補(bǔ)償無功功率

無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t是：全面規(guī)劃，合理布局，分級補(bǔ)償，就地平衡。在實(shí)際工作中，我們應(yīng)嚴(yán)格遵循，并以此為切實(shí)做好無功補(bǔ)償工作的立足點(diǎn)和工作思路的出發(fā)點(diǎn)。實(shí)踐中，更應(yīng)根據(jù)具體情況綜合采取補(bǔ)償方式相結(jié)合：

(1)總體平衡與局部平衡相結(jié)合。即既要滿足全網(wǎng)的總無功平衡，又要滿足分線、分站的無功平衡。

(2)集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，且以分散補(bǔ)償為主，這就要求在負(fù)荷集中的地方進(jìn)行補(bǔ)償，對用電設(shè)備處進(jìn)行分散補(bǔ)償，其目的是盡可能做到無功就地平衡，減少其長距離輸送。

(3)降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。這是針對線路長、分支多、負(fù)荷分散且功率因數(shù)低的線路。其顯著特點(diǎn)是負(fù)荷率低且線路損失大，對這類此線路進(jìn)行無功補(bǔ)償，可明顯提高其供電能力。

6 結(jié)語

功率因數(shù)低給企業(yè)、國家造成的經(jīng)濟(jì)損失是不容忽視的。提高功率因數(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它需要企業(yè)內(nèi)、外的通力協(xié)作，合理的選擇補(bǔ)償方式，減少投資成本，才能達(dá)到增效益的目的。對供用電雙方和社會經(jīng)濟(jì)效益來看，都是一件利國利民的好事。嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)告訴我們，企業(yè)的生存與發(fā)展不僅要抓好生產(chǎn)，還要提高自我用電意識，才能提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

[1]黃偉國《.提高功率因數(shù)的意義和方法》《.廣東石油化工專科學(xué)校學(xué)報》,1995.

[2]陳洪亮,張峰,田社平《.電路基礎(chǔ)》,2007.

[3]隆京軍《.提高功率因數(shù)減小無功損耗》,2009.