隨著國(guó)家節(jié)能減排的大力推進(jìn)，工業(yè)化工廠(chǎng)都有了自己的余熱發(fā)電和供配電系統(tǒng)。工廠(chǎng)供配電系統(tǒng)與外部電網(wǎng)并列運(yùn)行，提高了工廠(chǎng)供配電系統(tǒng)安全可靠性同時(shí)各感性負(fù)載消耗了系統(tǒng)大量無(wú)功功率，進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償和功率因素的調(diào)節(jié)具有重要的意義。

1 無(wú)功功率和功率因素介紹

(1)無(wú)功功率是電路中電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換而在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。它不對(duì)外作功，而是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線(xiàn)圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無(wú)功功率。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是靠從電源獲得無(wú)功功率建立起來(lái)的。變壓器也同樣需要無(wú)功功率，才能使變壓器的一次線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)并在二次線(xiàn)圈感應(yīng)出電壓。因此，沒(méi)有無(wú)功功率，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會(huì)吸合。正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源吸收有功功率，同時(shí)還需要從電源吸收無(wú)功功率。如果電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng)，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。容性無(wú)功功率卻能補(bǔ)償因無(wú)功交換而損失的感性無(wú)功功率使無(wú)功得到有效平衡。從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線(xiàn)供給的無(wú)功功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)充無(wú)功功率，以保證用戶(hù)對(duì)無(wú)功功率的需求這就是電網(wǎng)需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的道理。

(2)電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，屬于阻感性負(fù)載。電感性負(fù)載的電壓和電流的相量間存在著一個(gè)相位差，通常用相位角的余弦來(lái)表示。稱(chēng)為功率因數(shù)。功率因數(shù)是反映電力用戶(hù)用電設(shè)備合理使用狀況、電能利用程度和用電管理水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。功率因數(shù)分為自然功率因數(shù)、瞬時(shí)功率因數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)。自然功率因數(shù)是指用電設(shè)備沒(méi)有安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)的功率因數(shù)，或者說(shuō)是用電設(shè)備本身所具有的功率因數(shù)。自然功率因數(shù)的高低主要取決于用電設(shè)備的負(fù)荷性質(zhì)，電阻性負(fù)荷(白熾燈、電阻爐)的功率因數(shù)較高，等于1，而電感性負(fù)荷(電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī))的功率因數(shù)比較低，都小于1。瞬時(shí)功率因數(shù)是指在某一瞬間由功率因數(shù)表讀出的功率因數(shù)。瞬時(shí)功率因數(shù)是隨著用電設(shè)備的類(lèi)型、負(fù)荷的大小和電壓的高低而時(shí)刻變化。加權(quán)平均功率因數(shù)是指在一定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值。

2 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆绞?/span>

在電力系統(tǒng)中，補(bǔ)償無(wú)功功率的方法很多，包括采用同步發(fā)電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器和SVC等。在許多工程的供電系統(tǒng)中，由于阻感性負(fù)載居多，總等效負(fù)載成感性，通常采用并聯(lián)電容器組補(bǔ)償無(wú)功功率，提高功率因數(shù)。當(dāng)用自備發(fā)電機(jī)組供電時(shí)，都配有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)壓裝置對(duì)無(wú)功和電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)。

根據(jù)安裝位置不同，并聯(lián)電容器有三種補(bǔ)償方式：一是集中補(bǔ)償將電容器組集中安裝在母線(xiàn)上，以提高整個(gè)變電所的功率因素，減少饋出線(xiàn)路的無(wú)功損耗;二是將電容器組分別裝在功率因素較低的區(qū)域母線(xiàn)上分區(qū)補(bǔ)償，補(bǔ)償效果更佳，缺點(diǎn)是補(bǔ)償范圍比集中補(bǔ)償范圍小;三是將電容器組安裝在負(fù)載設(shè)備附近，就地進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，針對(duì)感性設(shè)備如異步電動(dòng)機(jī)和以熒光燈為主的照明電路等，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是既能提高供電回路的功率因素，又能改善用電設(shè)備本身電壓質(zhì)量，缺點(diǎn)是電容器分散布置，維護(hù)工作量大，隨著國(guó)產(chǎn)自愈式電容器技術(shù)與生產(chǎn)水平的提高，為就地補(bǔ)償方式的推廣創(chuàng)造了條件。

3 提高功率因素的計(jì)算

在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)。感性負(fù)載電路中的電流落后于電壓，并聯(lián)電容器后可產(chǎn)生超前電壓900的電容支路電流，抵減落后于電壓的電流，使電路的總電流減小，從而減小阻抗角，提高功率因數(shù)。用串聯(lián)電容器的方法也可提高電路的功率因數(shù)，但串聯(lián)電容器使電路的總阻抗減小，總電流增大，從而加重電源的負(fù)擔(dān)，因而不采用串聯(lián)電容器的方法來(lái)提高功率因數(shù)。

設(shè)負(fù)載的端電壓為U，電壓頻率為f，電源供給負(fù)載的功率為P，功率因數(shù)為，要將負(fù)載的功率因數(shù)從提高到，問(wèn)需在負(fù)載兩端并聯(lián)多大的電容?

4 功率因素提高的實(shí)際應(yīng)用

對(duì)裝接容量超過(guò)100kVA(kW)的電力用戶(hù)，還需根據(jù)功率因素調(diào)整電費(fèi)，實(shí)行兩部制電價(jià)的電費(fèi)計(jì)算?，F(xiàn)以本單位的一臺(tái)電壓等級(jí)為10kV容量為1600kV的變壓器為例：某月總有功用電量為386570kWh，高峰時(shí)段有功電量133580kWh，平時(shí)段有功用電量236570kWh，低谷時(shí)段有功用電量38710kWh，最大需量為1320kWh，無(wú)功用電量為98720kVarh，若按最大需量為33.00元/kWh，其峰時(shí)段電價(jià)為0.9420元/kWh，平時(shí)段電價(jià)為0.5670元/kWh，谷時(shí)段電價(jià)為0.2570元/kWh，相應(yīng)功率因素標(biāo)準(zhǔn)為0.90，實(shí)行兩部制電價(jià)則應(yīng)付電費(fèi)為多少?

浙江易碩電氣有限公司是專(zhuān)業(yè)從事低壓電力電容器，智能電容器，電抗器，無(wú)功補(bǔ)償控制器，無(wú)功補(bǔ)償裝置系列的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)為一體的高科技公司。

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