提高功率因數(shù)是企業(yè)節(jié)電的有效途徑

孫安民（中國石油大慶煉化公司機電儀廠電氣一車間（黑龍江 大慶）163411）

王虹（大慶電業(yè)局慶北變電所（黑龍江 大慶））

一、功率因數(shù)低的原因分析

功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個系數(shù)。 功率因數(shù)低，說明電路用于交變磁場轉(zhuǎn)換的無功功率大，增加了線路供電損失，因此供電部門對用電單位的功率因數(shù)有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求。功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)，如白熾燈泡、電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù)為1，一般具有電感性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于1.功率因數(shù)低，說明電路用于交變磁場轉(zhuǎn)換的無功功率大，從而降低了設(shè)備的利用率，增加了線路供電損失。 所以，供電部門對用電單位的功率因數(shù)有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求。

功率因數(shù)低的原因可能是： 大量采用感應(yīng)電動機或其他電感性用電設(shè)備.如∶電焊機、感應(yīng)電爐；電感性的用電設(shè)備配套不合適和使用不合理， 造成設(shè)各長期輕載或空載運行； 采用日光燈、汞燈照明時，沒有配電容器；變電設(shè)備負(fù)載率和年利用小時數(shù)過低。 舉例說明，工礦企業(yè)中的電動機是必不可少的，企業(yè)大多使用交流電動機，屬于感性負(fù)載，電流滯后于電壓，自然功率因數(shù)較低。 電機運行時，電動機消耗電壓形成有功功率和無功功率， 有功功率既是轉(zhuǎn)化為機械能并伴隨部分熱能消耗掉的用于企業(yè)生產(chǎn)的， 無功功率是電動機占用與電力網(wǎng)進(jìn)行交換傳遞時所造成的的電能損失。

二、提高功率因數(shù)的有效方法

功率因數(shù)反應(yīng)交流電的電流與電壓之間的關(guān)系， 是電流與電壓相位角的余弦值。 功率因數(shù)的定義公式：功率因數(shù)＝有功功率/視在功率。 有功功率，是設(shè)備消耗了的，轉(zhuǎn)化為其他能量的功率。無功功率，是維持設(shè)備運轉(zhuǎn)，但是并不消耗的能量。裝用無功功率補償設(shè)備進(jìn)行人工補償， 對于提高功率因數(shù)具有重要的意義。 電容器無功補償可提高功率因數(shù)，緩解企業(yè)電力緊張。

1、實行電力電容器無功補償

電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動機、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運行過程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。 在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補償設(shè)備以后， 可以提供感性負(fù)載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗。

電容在交流電路里可將電壓維持在較高的平均值， 高沖低放可改善電路電壓的穩(wěn)定性。 對大電流負(fù)載的突發(fā)啟動給與電流補償，可提供巨大的瞬間電流，減少對電網(wǎng)的沖擊。 通過把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。 這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補償。 可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)，減少發(fā)、供電設(shè)備的設(shè)計容量，減少投資，減低線路損耗（公式ΔΡ%＝（1－cosΦ/cosΦ）×100%得出其中cosΦ 為補償后的功率因數(shù)，cosΦ 為補償前的功率因數(shù)，則cosΦ＞cosΦ，所以提高功率因數(shù)后，線損率也下降了，減少設(shè)計容量、減少投資，增加電網(wǎng)中有功功率的輸送比例， 以及降低線損都直接決定和影響著供電企業(yè)的經(jīng)濟效益。

在電網(wǎng)中常用的無功補償方式有， 在高低壓配電線路中安裝并聯(lián)電容器的集中補償； 在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補償電容器的分組補償； 在單臺電動機處安裝并聯(lián)電容器的單臺電動機就地補償?shù)刃问健?加裝無功補償設(shè)備，不僅可使功率消耗小，功率因數(shù)提高，還可以充分挖掘設(shè)備輸送功率的潛力。 同時，在確定無功補償容量時，應(yīng)注意，在輕負(fù)荷時要避免過補償，倒送無功會造成功率損耗增加；功率因數(shù)越高，每千伏補償容量減少損耗的作用將變小，通常情況下，將功率因數(shù)提高到0.95 就是合理補償。

2、保證電氣設(shè)備的合理運行

電氣設(shè)備是在電力系統(tǒng)中對發(fā)電機、變壓器、電力線路、斷路器等設(shè)備的統(tǒng)稱。 要想電器設(shè)備合理運行，首先要選準(zhǔn)電氣設(shè)備。 電氣設(shè)備選擇時，既要滿足在正常工作時能安全可靠運行，同時還要滿足在發(fā)生短路故障時不至產(chǎn)生損壞， 開關(guān)電器還必須具有足夠的斷流能力，并適應(yīng)所處的位置(戶內(nèi)或戶外)、環(huán)境溫度、海拔高度，以及防塵、防火、防腐、防爆等環(huán)境條件。 選擇時可根據(jù)工作環(huán)境及正常工作條件進(jìn)行選擇， 選擇相適應(yīng)的設(shè)備型號，按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓，按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流。 只有選對型號、設(shè)定好電壓、電流才能夠保電氣設(shè)備能夠正常的運行。

在電氣設(shè)備投入使用前， 為保證電氣設(shè)備在短路故障時不至損壞， 按最大可能的短路電流校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 動穩(wěn)定是電氣設(shè)備在沖擊短路屯流所產(chǎn)生的電動力作用下，電氣設(shè)備不至損壞。 熱穩(wěn)定是電氣設(shè)備載流導(dǎo)體在最大隱態(tài)短路屯流作用下， 其發(fā)熱溫度不超過載流導(dǎo)體短時的允許發(fā)熱溫度。 同時還要確保斷路器和熔斷器等擔(dān)負(fù)著可靠切斷短路電流任務(wù)的電氣設(shè)備，有斷流能力，開關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點最大三相短路容量。

三、提高功率因數(shù)的重要意義

就企業(yè)而言，功率因數(shù)的提高，相當(dāng)于減少了應(yīng)繳的電費，減少了能源的消耗，是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有力體現(xiàn)。 功率因數(shù)的提高，使得在相同的有功功率下降低了負(fù)載電流，增加了電氣設(shè)備的功率儲備，提高了用電質(zhì)量，改善了設(shè)備的運行條件，可保證設(shè)備在正常條件下工作，有利于安全生產(chǎn)，同時也有利于職工的健康。 對于原有電氣設(shè)備來講，減線路傳送的電流，減少了電網(wǎng)的電壓損失，從而提高企業(yè)用電設(shè)備的利用率，充分發(fā)揮企業(yè)的設(shè)備潛力，減少線路的功率損失，提高電網(wǎng)輸電效率。

[1]趙敬泉. 提高電網(wǎng)功率因數(shù)是企業(yè)節(jié)電的有效途徑[J].山東煤炭科技.2011

[2]楊潔. 無功補償技術(shù)與企業(yè)節(jié)電降耗[J].科技風(fēng).2009

[3]蔡夏,邢駿.電網(wǎng)功率因數(shù)的提高方法和意義[J].信息化研究.2010