提高工廠供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的方法分析

何新鴻

摘要：在工業(yè)信息化時代，工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活離不開電，供電系統(tǒng)和電能質(zhì)量的穩(wěn)定對提高工業(yè)生產(chǎn)能力、提高生產(chǎn)效率帶來了巨大的影響。生產(chǎn)效益和新型高精度設備和先進技術的引進對工廠供配電系統(tǒng)的可靠性和電能質(zhì)量提出了更高的要求，提高供配電系統(tǒng)供電效率和電能質(zhì)量已成為重要環(huán)節(jié)為工廠提高生產(chǎn)效率和效益。電源功率因數(shù)是衡量工廠供電系統(tǒng)質(zhì)量的重要指標，表示工廠供配電系統(tǒng)在功率中總功率的傳輸比，可以直觀地反映工廠生產(chǎn)設備的使用情況，以及電源供應情況。用電和配電系統(tǒng)，清晰的工廠生產(chǎn)管理，供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的提高，可以大大提高工廠電能質(zhì)量和電能的利用效率，在相當程度上提高生產(chǎn)效率，降低電耗，從而提高供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的理論和應用研究是工廠工人和工程師在供配電領域進行的無數(shù)科學研究。

關鍵詞：工廠供配電系統(tǒng);力量;因素;方法;分析;研究

1 功率因數(shù)

功率因數(shù)多用于交流電路中，其值往往直接影響系統(tǒng)中用電設備的綜合利用效率，也可直接影響功率損耗的分析研究。一般而言，功率因數(shù)是指交流電路中電壓與電流的相位差的余弦值，一般表示為cos（quasi），其值表示為cos quasi = P/S。其中，P 是有功功率，S 是視在功率。決定功率因數(shù)的最直接因素是電流負載的性質(zhì)。在供配電系統(tǒng)中，負載通常是感性的，但這種感性負載不僅會從電網(wǎng)中吸收有功功率，還會交換一些不起作用的能量，即無功功率。隨著系統(tǒng)負載功率因數(shù)的降低，無功功率變大。也就是說，系統(tǒng)中用電設備的潛力并沒有得到最大程度的發(fā)揮，因此提高負載的功率因數(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。

2 提高功率因數(shù)的方法

實踐研究證明，提高功率因數(shù)的主要途徑是有效降低電力系統(tǒng)中的無功功率，特別是負載帶走的無功功率。當系統(tǒng)進行有功輸電時，可適當降低無功電流。因此，可以通過以下兩種方法來提高功率因數(shù)。

2.1 提高自然功率因數(shù)

一般來說，自然功率因數(shù)主要受系統(tǒng)中用電設備負載性質(zhì)的影響，而電阻性負載的功率因數(shù)通常較高，而感性負載的功率因數(shù)大多較低。為了提高其功率因數(shù)，如果可以采取以下措施，就需要盡可能地降低系統(tǒng)提供的無功功率。首先可以對負載設備進行適當?shù)母脑?，當這些設備為感性設備時，可以在設備變壓器的電抗繞組上加，一般可以加兩根，并在有效匝數(shù)匹配時使其產(chǎn)生的電抗在繞組可以克服設備本身，從而進行無功補償，提高功率因數(shù)。當感性負載為電動機設備時，在額定負載下，其功率因數(shù)應大于0.8，空載時，功率因數(shù)也應在0.2～0.3之間。功率因數(shù)離不開負載，所以提高其功率因數(shù)主要可以從以下幾個方面著手，比如使電機的負載與其容量相匹配，如果實際負載小于電機負載的一半電機，設備在啟動或運行時是否需要減壓。

2.2 采用無功補償裝置

該裝置的主要作用是補償設備的無功功率，從而達到提高功率因數(shù)的目的。采用這種方法時，通常需要增加新的設備，相應地增加了工廠的投資，而且設備本身也會有一定的功率損耗，所以綜合比較，提高自然功率因數(shù)成本較高。表現(xiàn)。如果系統(tǒng)的功率因數(shù)不符合當?shù)赜嘘P部門的要求，則必須使用補償裝置。

系統(tǒng)中感性無功電流滯后于電壓，容性無功電流超前，為90°。當并聯(lián)電容器和感應供電設備接入電網(wǎng)系統(tǒng)時，電容器可以產(chǎn)生無功功率，作為無功功率提供給供電設備。此時負載的功率因數(shù)由φ 1 變?yōu)棣?2，功率因數(shù)也由COS φ 1 增加到COS φ 2。 此時，系統(tǒng)中電路和變電站設備的功率損耗可表示為減少。假設 P=3I2R=3 （P/3Ucos φ） 2R。其中，I 是線路中的電流。當容器重復連接時，系統(tǒng)的功率因數(shù)提高，可以降低線路和變壓器中的損耗

△PP=1-cos2 φ 1

Cos2 Φ 2 x 100%。

3提高功率因數(shù)的好處

隨著國家供用電標準的不斷更新，目前國家規(guī)定，在用電過程中，當電網(wǎng)進入高峰負荷時，網(wǎng)絡中所有用戶的功率因數(shù)應符合規(guī)定的標準。當?shù)仉娏I(yè)部門。使用高壓電源的工業(yè)制造商和供電設備中裝有負載調(diào)節(jié)電壓裝置的電網(wǎng)用戶，其功率因數(shù)應大于0.9。其他容量超過100kVA的電力用戶，其功率因數(shù)應大于0.85。同時，也有大功率排灌站需要達到這一標準。如果電力用戶的實際功率因數(shù)低于規(guī)定值，將進行違規(guī)處罰。因此，在提高系統(tǒng)功率因數(shù)時，其好處主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1） 當功率因數(shù)提高時，系統(tǒng)線路中的總電流和原電器元件將相應減少，如變壓器、導線容量將比以前減少，從而使制造商減少資金投入，也減少設備的固有功率損耗。

（2）提高功率因數(shù)，也可以提高系統(tǒng)的供電質(zhì)量。如果系統(tǒng)原有功率因數(shù)較低，可以在不改變現(xiàn)有設備容量的情況下，通過增加電容器來提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，增加負載容量。

（3）功率因數(shù)的提高也會增加系統(tǒng)中設備的可用性。由于額定電壓和電流是決定和影響系統(tǒng)供電設備容量的最重要因素，因此這些設備具有可確定的額定視在功率。這是這些設備可以產(chǎn)生的最大有功功率。此時，當負載km因數(shù)等于1時，供電設備可以得到充分利用，一旦功率因數(shù)低于1，就會有一部分視在功率轉化為無功功率，此時，供電設備不會得到最有效的利用。

（4）可有效降低企業(yè)用電成本指出。在我國現(xiàn)行的電力收費制度中，明確規(guī)定當企業(yè)的功率因數(shù)達不到規(guī)定值時，需要增加電費，高于規(guī)定值時可以減少部分電費。的電。

4結論

綜上所述，功率因數(shù)對工廠的生產(chǎn)經(jīng)營有著非常重要的影響。通過提高功率因數(shù)，不僅可以為廠家?guī)砀嗟慕?jīng)濟效益，還可以充分提高電網(wǎng)的整體利用效率。誠然，為了達到提高系統(tǒng)中功率因數(shù)的目的，冒充電容是不可避免的，這在一定程度上也增加了企業(yè)投資成本和設備體積。而這方面的不利因素可以稱為下一個研究方向。

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