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功率因數(shù)范文第1篇

關(guān)鍵詞：電網(wǎng) 功率因數(shù) 并聯(lián)移相電容

沙隆達(dá)股份有限公司是一家以氯堿化工為基礎(chǔ)，農(nóng)藥化工為主體，精細(xì)化工為特色的大型化工企業(yè)。主要生產(chǎn)能力為：農(nóng)藥3萬噸，燒堿6萬噸，化工原料及中間體30萬噸，自采鹽礦20萬噸。下屬能源動力廠主要負(fù)責(zé)水、電、汽、冷等能源的管理和運行。我廠電力系統(tǒng)總裝機(jī)容量為47500KVA，設(shè)有一個110KV變電站、4個10KV區(qū)間變電所和4套電解整流裝置，共有電力變壓器22臺，整流變壓器4臺，年用電量2億多千瓦時，其中整流裝置用電量要占總用電量的三分之二。整流裝置平均功率因數(shù)比較高，可以達(dá)到0.95，但由于整流裝置的存在，諧波分量也比較重。其它動力負(fù)荷主要是異步電動機(jī)，平均功率因數(shù)很低，我廠主要針對低壓配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償前整個電力系統(tǒng)的功率因數(shù)只有0.87，補(bǔ)償后整個電力系統(tǒng)功率因數(shù)可以達(dá)到0.95以上。

影響我廠功率因數(shù)的主要原因及對策：

一、異步電動機(jī)對功率因數(shù)的影響

我廠絕大部分動力負(fù)荷都是異步電動機(jī)， 異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙是決定異步電動機(jī)需要較多無功的主要因素，而異步電動機(jī)所耗用的無功功率是由其空載時的無功功率和一定負(fù)載下無功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動機(jī)的空載運行并盡可能提高負(fù)載率。因此，在選擇異步電動機(jī)時，既要注意它們的機(jī)械性能，又要考慮它們的電器指標(biāo)，合理選擇異步電動機(jī)的型號、規(guī)格和容量，使其處于經(jīng)濟(jì)運行狀態(tài)，若電動機(jī)長期處于低負(fù)載下運行，既增大功率損耗，又使功率因數(shù)和效率都顯著惡化。故從節(jié)約電能和提高功率因數(shù)的觀點出發(fā)，必須正確的合理的選擇電動機(jī)的容量。其次，要提高異步電動機(jī)的檢修質(zhì)量，因為異步電動機(jī)定子繞組匝數(shù)變動和電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子間的氣隙變動時對異步電動機(jī)無功功率的大小有很大的影響。

二、電力變壓器對功率因數(shù)的影響

電力變壓器的無功功率消耗，是由于變壓器的變壓過程是由電磁感應(yīng)來完成的，是由無功功率建立和維持磁場進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的。沒有無功功率，變壓器就無法變壓和輸送電能。變壓器消耗無功的主要成分是它的空載無功功率，提高變壓器的功率因數(shù)就必須降低變壓器的無功損耗，避免變壓器空載運行或長期處于低負(fù)載運行狀態(tài)。

三、整流裝置對功率因數(shù)的影響

單就整流系統(tǒng)而言，其功率因數(shù)可達(dá)到0.95，但是由于整流系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)電流不是正弦波，整流變壓器除向電網(wǎng)吸取基波電流外，還向電網(wǎng)送出諧波電流，嚴(yán)重影響并聯(lián)電容的運行。盡可能減少諧波分量的產(chǎn)生是消除整流裝置對功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備影響的根本辦法。整流機(jī)組的網(wǎng)側(cè)諧波分量與等效相數(shù)有密切關(guān)系，提高等效相數(shù)是抑制諧波產(chǎn)生的有效措施。我公司整流系統(tǒng)共有四臺整流變壓器，為提高等效相數(shù)，我們分別將整流變壓器接成/和Y/，從而組成12相整流系統(tǒng)，這時單套6脈波整流的工作原理不變，只是一臺整流變壓器通過Y/移相使5，7，17，19……次諧波相互抵消，注入系統(tǒng)的只有12K±1次特征諧波，在不增加設(shè)備的前提下，達(dá)到了最大限度抑制諧波分量，減少了諧波分量對電容運行的影響的目的。

我廠對提高功率因數(shù)采取的措施

提高自然功率因數(shù)

提高自然功率因數(shù)主要是靠提高變壓器、電動機(jī)負(fù)載率、調(diào)整負(fù)荷結(jié)構(gòu)，使功率因數(shù)達(dá)到最佳。

二、并聯(lián)移相電容提高功率因數(shù)

由于我公司實際生產(chǎn)工藝中沒有使用同步電機(jī)，所以我們采用并聯(lián)移相電容器的方式進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償。

（一）、補(bǔ)償方式的選擇：

根據(jù)移相電容器在工廠供電系統(tǒng)中的裝設(shè)位置，有高壓集中補(bǔ)償、低壓成組補(bǔ)償和低壓分散補(bǔ)償三種方式。

高壓集中補(bǔ)償是將高壓移相電容器集中裝設(shè)在變配電所的10KV母線上，這種補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償10KV母線前（電源方向）所有線路上的無功功率，而此母線后的廠內(nèi)線路沒有得到無功補(bǔ)償，所以這種補(bǔ)償方式的經(jīng)濟(jì)效果較后兩種補(bǔ)償方式差。同時因我廠存在整流裝置，雖然我們對其進(jìn)行了調(diào)整，但仍然不能完全避免諧波分量的產(chǎn)生。如采用高壓集中補(bǔ)償，會對高壓電容器的安全運行造成嚴(yán)重影響。

低壓分散補(bǔ)償，又稱個別補(bǔ)償，是將移相電容器分散地裝設(shè)在各個車間或用電設(shè)備的附近。這種補(bǔ)償方式能夠補(bǔ)償安裝部位前的所有高低壓線路和變電所主變壓器的無功功率，因此它的補(bǔ)償范圍最大，效果也較好。但是這種補(bǔ)償方式總的設(shè)備投資較大，且電容器在用電設(shè)備停止工作時，它也一并被切除，所以利用率不高。

低壓成組補(bǔ)償是將移相電容器裝設(shè)在車間變電所的低壓母線上，這種補(bǔ)償方式能補(bǔ)償車間變電所低壓母線前的車間變電所主變壓器和廠內(nèi)高壓配電線及前面電力系統(tǒng)的無功功率，其補(bǔ)償范圍較大。由于這種補(bǔ)償能使變壓器的視在功率減小從而使變壓器容量選得小一些，比較經(jīng)濟(jì)，而且它安裝在變電所低壓配電室內(nèi)，運行維護(hù)方便。同時由于我廠存在諧波源，車間變壓器的存在，也起到了隔離和衰減諧波的作用。有利于低壓移相電容器的安全穩(wěn)定運行。

綜合以上三種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點，根據(jù)我廠的實際情況，我們選擇了低壓成組補(bǔ)償方式。

（二）、補(bǔ)償容量的確定

對于車間變（配）電所，安裝的容性無功量應(yīng)等于裝置所在母線上的負(fù)載按提高功率因數(shù)所需補(bǔ)償?shù)娜菪詿o功量與變壓器所需補(bǔ)償?shù)娜菪詿o功量之和。

負(fù)載所需補(bǔ)償?shù)难b置容量Kvar（千乏）按下式考慮

QC1=P（tgφ1-tgφ2）

Qc1——負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)娜菪詿o功量(Kvar)

P——母線上的平均有功負(fù)荷功率

φ1——補(bǔ)償前的功率因數(shù)角

φ2——補(bǔ)償后的功率因數(shù)角

2)變壓器所需補(bǔ)償?shù)难b置容量Kvar（千乏）按下式考慮：

QC2= (UK%/100+IO%/100 ) Se

Qc2——變壓器所需補(bǔ)償?shù)娜菪詿o功量(Kvar)

Uk％——變壓器阻抗電壓的百分?jǐn)?shù)

I0％——變壓器空載電流的百分?jǐn)?shù)

Se——變壓器額定容量（KVA）

（三）、低壓成組補(bǔ)償設(shè)備的選擇：

選擇補(bǔ)償設(shè)備，應(yīng)在充分考慮安全性的同時，根據(jù)各廠實際情況，從實用性、可靠性入手，將費效比最大化。

1、投切方式的選擇：

電容投切有兩種方式：人工投切和自動投切。人工投切對運行人員是件繁重的工作，且難以實現(xiàn)及時準(zhǔn)確地操作，影響供電電壓質(zhì)量。我們采用自動投切方式?？蓪崿F(xiàn)電容器的自動投切，我們采用了JKG系列無功功率自動補(bǔ)償控制器，這種控制器能隨意設(shè)定投入門限、投入延時、切除延時、過壓門限、過壓延時、欠流切除等參數(shù)，能自動跟蹤功率因數(shù)變化合理選擇電容組數(shù)，還能在功率因數(shù)超前時快速切除已投電容。在我廠的應(yīng)用中，這種控制方式能滿足我廠的實際要求。

2、移相電容器的選擇

我廠選用的電容器為BSMJ0.415-18-3型自愈式移相電容器。該電容器的額定工作電壓415V，容量18Kvar，三相三角形接法，具有自放電功能，最高過電壓110％額定電壓，最高過電流130％額定電流。

電容容量的確定要考慮到開關(guān)、接觸器的容量，補(bǔ)償梯度大小對電氣設(shè)備的影響及維修成本，還有各廠實際使用習(xí)慣。我廠廣泛采用18 Kvar三相移相電容器，我們認(rèn)為其補(bǔ)償梯度合理，設(shè)備費效比高。

額定電壓的確定要考慮到變壓器低壓母線電壓的波動和補(bǔ)償后母線電壓升高的因素，并聯(lián)補(bǔ)償移相電容器的額定電壓應(yīng)大于并聯(lián)補(bǔ)償移相電容器的實際工作電壓。

3、斷路器的選擇

QF1—QFn為單臺電容器提供主保護(hù)，我廠選用GV3—M40施耐德空氣開關(guān)。該開關(guān)具有過流和速斷保護(hù)功能，我們一般將空開過流整定值整定在30A左右，可有效保護(hù)電容過電流。該開關(guān)分?jǐn)嗄芰?qiáng)，分?jǐn)嚯娏骺蛇_(dá)35KA，可靠性也比較高，單臺電容器故障時能可靠切除，不影響其它電容器的運行。QF我們選用施耐德NS型塑殼斷路器，該斷路器具有電子式過流和速斷保護(hù)功能，動作準(zhǔn)確可靠，分?jǐn)嗄芰O強(qiáng)，并具有穩(wěn)定可靠的限流能力，可作為整套電容器組的后備保護(hù)。采用上述兩種開關(guān)后，我們完全可以將電容故障限制在電容柜內(nèi)，而不對配電系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

補(bǔ)償效果：

通過對全廠供配電系統(tǒng)安裝并聯(lián)移相電容器組，向電網(wǎng)提供可階梯調(diào)節(jié)的容性無功，補(bǔ)償多余的感性無功，使我廠實際功率因數(shù)提高到0.95以上，補(bǔ)償效果明顯。

減少供電損耗，節(jié)約電費

以線損為例，我廠年用電量約為2億千瓦時，補(bǔ)償前線損率約為5％，補(bǔ)償后功率因數(shù)從0.87提高到0.95，則每年可減低線損約為200萬千瓦時，按每度電0.4元計算，可節(jié)約電費開支80萬元，加上電力系統(tǒng)功率因數(shù)獎60萬元，每年共計節(jié)約電費開支140萬元。

提高設(shè)備利用率

功率因數(shù)從0.85提高到0.95，設(shè)備利用率提高11.8% 。減少設(shè)備投資，充分發(fā)揮設(shè)備潛能。

改善供電質(zhì)量

減少電壓損失，降低電壓波動，有效改善供電質(zhì)量。

功率因數(shù)范文第2篇

【關(guān)鍵詞】功率因數(shù)；節(jié)約電能；供電質(zhì)量

功率因數(shù)是指電力網(wǎng)中線路的視在功率供給有功功率的消耗所占百分?jǐn)?shù)。在電力網(wǎng)的運行中，我們所希望的是功率因數(shù)越大越好，如能做到這一點，則電路中的視在功率將大部分用來供給有功功率，以減少無功功率的消耗。用戶功率因數(shù)的高低，對于電力系統(tǒng)發(fā)、供、用電設(shè)備的充分利用，有著顯著的影響。適當(dāng)提高用戶的功率因數(shù)，不但可以充分地發(fā)揮發(fā)、供電設(shè)備的生產(chǎn)能力、減少線路損失、改善電壓質(zhì)量，而且可以提高用戶用電設(shè)備的工作效率和為用戶本身節(jié)約電能。因此，對于全國廣大供電企業(yè)、特別是對現(xiàn)階段全國性的一些改造后的農(nóng)村電網(wǎng)來說，若能有效地搞好低壓補(bǔ)償，不但可以減輕上一級電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)膲毫?，改善提高用戶功率因?shù)，而且能夠有效地降低電能損失，減少用戶電費。其社會效益及經(jīng)濟(jì)效益都會是非常顯著的。

一、影響功率因數(shù)的主要因素

首先我們來了解功率因數(shù)產(chǎn)生的主要原因。功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因為交流用電設(shè)備在其工作過程中，除消耗有功功率外，還需要無功功率。當(dāng)有功功率P有一定時，如減少無功功率P無，則功率因數(shù)便能夠提高。在極端情況下，當(dāng)P無=0時，則其功率因素=1。因此提高功率因數(shù)問題的實質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無功功率需要量。影響功率因素主要是下面幾個方面。

（一）異步電動機(jī)和電力變壓器是耗用無功功率的主要設(shè)備

異步電動機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙是決定異步電動機(jī)需要較多無功的主要因素。而異步電動機(jī)所耗用的無功功率是由其空載時的無功功率和一定負(fù)載下無功功率增加值兩部分所組成的。所以要改善異步電動機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動機(jī)的空載運行并盡可能提高負(fù)載率。變壓器消耗無功的主要成份是它的空載無功功率，它和負(fù)載率的大小無關(guān)。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)空載運行或長其處于低負(fù)載運行狀態(tài)。

（二）供電電壓超出規(guī)定范圍也會對功率因數(shù)造成很大的影響

當(dāng)供電電壓高于額定值的10%時，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，當(dāng)供電電壓為額定值的110%時，一般工廠的無功將增加35%左右。當(dāng)供電電壓低于額定值時，無功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會影響電氣設(shè)備的正常工作。所以，應(yīng)當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。

（三）電網(wǎng)頻率的波動也會對異步電機(jī)和變壓器的磁化無功功率造成一定的影響

我們知道了影響電力系統(tǒng)功率因數(shù)的一些主要因素，因此我們要尋求一些行之有效的、能夠使低壓電力網(wǎng)功率因數(shù)提高的一些實用方法，使低壓網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)無功的就地平衡，達(dá)到降損節(jié)能的效果。

二、低壓網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)囊话惴椒?/p>

低壓無功補(bǔ)償我們通常采用的方法主要有三種：隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ)償。下面簡單介紹這三種補(bǔ)償方式的適用范圍及使用該種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點。

1. 隨機(jī)補(bǔ)償

隨機(jī)補(bǔ)償就是將低壓電容器組與電動機(jī)并接，通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)，同時投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償電動機(jī)的無功消耗，以補(bǔ)償磁無功為主，此種方式可較好地限制農(nóng)網(wǎng)無功峰荷。

隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點是：用電設(shè)備運行時，無功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運時，補(bǔ)償設(shè)備也退出，而且不需頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡單、事故率低等特點。

2. 隨器補(bǔ)償

隨器補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓保險接在配電變壓器二次側(cè)，以補(bǔ)償配電變壓器空載無功的補(bǔ)償方式。配變在輕載或空載時的無功負(fù)荷主要是變壓器的空載勵磁無功，配變空載無功是農(nóng)網(wǎng)無功負(fù)荷的主要部分，對于輕負(fù)載的配變而言，這部分損耗占供電量的比例很大，從而導(dǎo)致電費單價的增加，不利于電費的同網(wǎng)同價。

隨器補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點是：接線簡單、維護(hù)管理方便、能有效地補(bǔ)償配變空載無功，限制農(nóng)網(wǎng)無功基荷，使該部分無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低無功網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前補(bǔ)償無功最有效的手段之一。

3. 跟蹤補(bǔ)償

跟蹤補(bǔ)償是指以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，將低壓電容器組補(bǔ)償在大用戶0.4kv母線上的補(bǔ)償方式。適用于100kVA以上的專用配變用戶，可以替代隨機(jī)、隨器兩種補(bǔ)償方式，補(bǔ)償效果好。

跟蹤補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點是：運行方式靈活，運行維護(hù)工作量小，比前兩種補(bǔ)償方式壽命相對延長、運行更可靠。但缺點是控制保護(hù)裝置復(fù)雜、首期投資相對較大。但當(dāng)這三種補(bǔ)償方式的經(jīng)濟(jì)性接近時，應(yīng)優(yōu)先選用跟蹤補(bǔ)償方式。

三、采取適當(dāng)措施，設(shè)法提高系統(tǒng)自然功率因數(shù)

提高自然功率因數(shù)是在不添置任何補(bǔ)償設(shè)備，采用降低各用電設(shè)備所需的無功功率減少負(fù)載取用無功來提高工礦企業(yè)功率因數(shù)的方法，它不需要增加投資，是最經(jīng)濟(jì)的提高功率因數(shù)的方法。下面將對提高自然功率因數(shù)的措施作一些簡要的介紹。

1. 合理使用電動機(jī)（下轉(zhuǎn)第122頁）

（上接第199頁）

合理選用電動機(jī)的型號、規(guī)格和容量，使其接近滿載運行。在選擇電動機(jī)時，既要注意它們的機(jī)械性能，又要考慮它們的電器指標(biāo)。若電動機(jī)長期處于低負(fù)載下運行，既增大功率損耗，又使功率因數(shù)和效率都顯著惡化。故從節(jié)約電能和提高功率因數(shù)的觀點出發(fā)，必須正確地合理地選擇電動機(jī)的容量。

2. 提高異步電動機(jī)的檢修質(zhì)量

實驗表明，異步電動機(jī)定子繞組匝數(shù)變動和電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子間的氣隙變動時對異步電動機(jī)無功功率的大小有很大的影響。

3. 采用同步電動機(jī)或異步電動機(jī)同步運行提高功率因數(shù)

由電機(jī)原理知道，同步電動機(jī)消耗的有功功率取決于電動機(jī)上所帶機(jī)械負(fù)荷的大小，而無功取決于轉(zhuǎn)子中的勵磁電流大小，在欠激狀態(tài)時，定子繞組向電網(wǎng)“吸取”無功，在過激狀態(tài)時，定子繞組向電網(wǎng)“送出”無功。因此，只要調(diào)節(jié)電機(jī)的勵磁電流，使其處于過激狀態(tài)，就可以使同步電機(jī)向電網(wǎng)“送出”無功功率，減少電網(wǎng)輸送給工礦企業(yè)的無功功率，從而提高了工礦企業(yè)的功率因數(shù)。異步電動機(jī)同步運行就是將異步電動機(jī)三相轉(zhuǎn)子繞組適當(dāng)連接并通入直流勵磁電流，使其呈同步電動機(jī)運行，這就是“異步電動機(jī)同步化”。因而只要調(diào)節(jié)電機(jī)的直流勵磁電流，使其呈過激狀態(tài)，即能向電網(wǎng)輸出無功，從而達(dá)到提高低壓網(wǎng)功率因數(shù)的目的。

4. 合理選擇配變?nèi)萘?，改善配變的運行方式

對負(fù)載率比較低的配變，一般采取“撤、換、并、?！钡确椒ǎ蛊湄?fù)載率提高到最佳值，從而改善電網(wǎng)的自然功率因數(shù)。

通過以上一些提高加權(quán)平均功率因數(shù)和自然功率因數(shù)的敘述，或許我們已經(jīng)對“功率因數(shù)”這個簡單的電力術(shù)語有了更深的了解和認(rèn)識。 參考文獻(xiàn)

功率因數(shù)范文第3篇

摘要：由于礦山企業(yè)采用大量的感應(yīng)電動機(jī)和變壓器等用電設(shè)，供電系統(tǒng)除供給有功功率外，還需供給大量無功功率，使發(fā)電和輸、配電設(shè)備的能力不能充分利用。為此，必須提高用戶的功率因數(shù)，減少對電源系統(tǒng)的無功需求量。

關(guān)鍵詞：功率因數(shù)，研究。

（一）提高功率因數(shù)對礦山企業(yè)和電力系統(tǒng)的好處如下：

1、提高電力系統(tǒng)供電能力

在發(fā)電和輸、配電設(shè)備的安裝容量一定時，提高用戶的功率因數(shù)，相應(yīng)減少無功功率的供給，則在同樣設(shè)備條件下，電力系統(tǒng)輸出的有功率可以增加，增大了電力系統(tǒng)的供電能力。

2.降低輸電線路中的功率損耗

當(dāng)線路額定電壓Un和輸送的有功功率P均保持恒定時，則網(wǎng)路中的功率損耗與功率因數(shù)的平方成反比。

3.減少電能傳輸過程中的電壓損失，提高供電質(zhì)量

由于用戶功率因數(shù)的提高，使網(wǎng)路中的電流減少。因此，網(wǎng)路的電壓損失減少，網(wǎng)路末端用電設(shè)備的電壓質(zhì)量提高。

4.降低電能成本

由于從發(fā)電廠發(fā)出的電能有一定的總成本，提高功率因數(shù)可減少網(wǎng)路和變壓器中的電能損耗，在發(fā)電設(shè)備容量不變的情況下，供給用戶的電能就相應(yīng)增多了，每度電的總成本就會降低。

由上述原因可知，提高用戶功率因數(shù)對充分利用現(xiàn)有的輸電、配電及電源設(shè)備，保證供電質(zhì)量，減少電能損失，降低產(chǎn)品的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。所以，我國電力部門實行電力獎懲制度。對于功率因數(shù)高于0.9的給予獎勵，對于功率因數(shù)低于0.9的進(jìn)行處罰。

（二）提高功率因數(shù)的方法

當(dāng)有功功率戶一定時，減少無功功率便能提高功率因數(shù)。交流用電設(shè)備、電動機(jī)、變壓器等建立磁場需要激磁無功功率Q1，同時還消耗漏磁無功功率Q2。其所需要的無功功率為

Q=Q1+Q2

其中

式中 Φm——交流磁通最大值，Wb；

Bm——磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值，T；

f———交流電的頻率，Hz；

Rμ——磁路的磁阻，1/H；

μ——磁路的磁導(dǎo)率，H/m；

V——磁路的體積，m3；

U——激磁電壓，V；

I——負(fù)荷電流，A；

X2———漏磁感抗，Ω；

K、K'、K"——常數(shù)。

由式（2—39）和式（2—40）可知，提高功率因數(shù)的方法如下：

1.正確選擇電氣設(shè)備

（1）選氣隙小、磁阻Rμ小的電氣設(shè)備。如選電動機(jī)時，若沒有調(diào)速和啟動條件的限制，則應(yīng)盡量選擇鼠籠式電動機(jī)。

（2）同容量下選擇磁路體積小的電氣設(shè)備。如高速開啟式電機(jī)，在同容量下，體積小于低速封閉式和隔爆型電機(jī)。

（3）不需要調(diào)速、持續(xù)運行的大容量電機(jī)，如主要通風(fēng)機(jī)等，有條件時可選擇同步電動機(jī)，使其過激磁運行，提供超前無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，使電網(wǎng)總的無功功率減小。

2.電氣設(shè)備運行合理

（1）消除嚴(yán)重欠載運行的電機(jī)和變壓器。對于負(fù)荷小于40%額定功率的感應(yīng)電動機(jī)，在能滿足啟動、工作穩(wěn)定性等要求條件下，應(yīng)以小容量電機(jī)更換或?qū)⒃瓰槿切谓臃ǖ睦@組改為星形接，降低激磁電壓。對于變壓器，當(dāng)其平均負(fù)荷小于額定容量的30%時，應(yīng)更換變壓器或調(diào)整負(fù)荷。

（2）合理調(diào)度安排生產(chǎn)工藝流程，限制電氣設(shè)備空載運行。

（3）提高維護(hù)檢修質(zhì)量，保證電機(jī)的電磁特性符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.人工補(bǔ)償無功功率

礦山企業(yè)為了使功率因數(shù)達(dá)到規(guī)定值以上，一般都采用并聯(lián)電容器的方法進(jìn)行人工補(bǔ)償。電力電容器具有投資省、有功功率損失小、運行維護(hù)方便、故障范圍小等優(yōu)點。

電容器的缺點是當(dāng)通風(fēng)不良或因電網(wǎng)高次諧波造成電容器過負(fù)荷使運行溫度過高時，易出現(xiàn)外殼鼓肚、漏油，甚至爆炸和引起火災(zāi)。因此，規(guī)定電容器組應(yīng)獨立設(shè)室。

若補(bǔ)償前功率因數(shù)為 ， 補(bǔ)償后提高到 ，如圖2—6所示，則補(bǔ)償所用的電力電容器容量應(yīng)為

式中 Pav——全礦有功平均負(fù)荷，kW；

PcaΣ——全礦有功計算負(fù)茶，kW；

Kav——平均負(fù)荷系數(shù)，

上式是按全礦平均負(fù)荷計算的所需補(bǔ)償電容量，過去也有按全礦最大負(fù)荷PcaΣ進(jìn)行計算的。

如果按 PcaΣ計算所需補(bǔ)償?shù)臒o功功率Qc，則當(dāng)P

在提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)時，應(yīng)選擇并聯(lián)電容器。電容器的額定電壓應(yīng)與其接人電網(wǎng)的工作地點電壓相適應(yīng)。

因每臺電容器的無功容量為Qcl=ωClU2，可知電容器的實際補(bǔ)償量與其端電壓的平方成正比，所以電容器（柜）的數(shù)量N可按下式確定：

式中Qcl——每個電容順（柜）的容量，kvar；

U——電容器裝設(shè)處的電網(wǎng)電壓，kV；

UN.c——電容器的額定電壓，kV。

每相所需電容器臺數(shù)為

（三）電容器的補(bǔ)償方式和連接方式

1.電容器的補(bǔ)償方式

電容器的補(bǔ)償方式有三種，即單獨就地補(bǔ)償方式、分散補(bǔ)償方式和集中補(bǔ)償方式。

（1）單獨就地補(bǔ)償方式。將電容器直接與用電設(shè)備并聯(lián)，共用一套開關(guān)設(shè)備。這種補(bǔ)償方式的特點是補(bǔ)償效果最好，不但能減少高壓電源線路和變壓器的無功負(fù)荷，而且能減少干線和分支線的無功負(fù)荷。其缺點是電容器將隨著用電設(shè)備—同工作和停止，所以利用率較低，投資大，管理不方便。這種補(bǔ)償方式只適用于長期運行的大容量電氣設(shè)備及所需無功補(bǔ)償容量較大的負(fù)荷，或由較長線路供電的電氣設(shè)備。

（2）分散補(bǔ)償方式。將全部電容器分別安裝于各配電用戶的母線上，各處電壓等級可能不同。這種補(bǔ)償方式的優(yōu)點是電容器的利用率比單獨就地補(bǔ)償方式高，能減少高壓電源線路和變壓器中的無功負(fù)荷。其缺點是不能減少干線和分支線的無功負(fù)荷，操作不夠方便，初期投資較大。

2.電容器的接線方式

功率因數(shù)范文第4篇

關(guān)鍵詞：自然功率因數(shù) 電動機(jī) 變壓器 星角變換 負(fù)荷

前言：自然功率因數(shù)是指用電設(shè)備沒有安裝無功補(bǔ)償設(shè)備時的功率因數(shù)，或者說用電設(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)備負(fù)荷的性質(zhì)，如電阻性用電設(shè)備（白熾燈、電阻爐等）的功率因數(shù)就比較高，而電感性用電設(shè)備（熒光燈、異步電動機(jī)等）的功率因數(shù)就比較低。

如果能有效提高系統(tǒng)的自然功率因數(shù)，就能夠使發(fā)、供電和用電等部門均得到明顯的效益。提高自然功率因數(shù)是指不用任何補(bǔ)償設(shè)備，采用降低各用電設(shè)備所需的無功功率來提高功率因數(shù)的方法。它不需增加投資，是最經(jīng)濟(jì)的提高功率因數(shù)的方法。

1.電動機(jī)

1.1 合理地選擇和使用電動機(jī)

無功功率用于感應(yīng)電動機(jī)勵磁占電力系統(tǒng)總無功功率的70%左右，合理選用感應(yīng)電動機(jī)，是提高自然功率因數(shù)的重要措施之一。因此，應(yīng)保證電動機(jī)在75%以上的負(fù)荷狀態(tài)下運行，盡量減少備用容量，否則不僅降低功率因數(shù)，增加電耗，而且也增加設(shè)備及供電系統(tǒng)的投資。

1.2 適當(dāng)降低電動機(jī)運行電壓

由異步電動機(jī)的無功功率與端電壓的關(guān)系曲線可知，對于輕載運行電動機(jī)，可適當(dāng)降低運行電壓，以提高自然功率因數(shù)和節(jié)約電力、電能。降低運行電壓的方式有兩種：（1）對于有專變供電的電動機(jī)，可改變變壓器的分接開關(guān)，或加裝專用自耦接觸式調(diào)壓器、旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)調(diào)壓器和補(bǔ)償式調(diào)壓器，以適當(dāng)降低電動機(jī)供電電壓；（2）改變電動機(jī)內(nèi)部接線。對于輕載電動機(jī)可將三角形接線改為星形接線（適用于負(fù)荷率為40%及以下） 來降低電動機(jī)運行電壓，提高自然功率因數(shù)及效率。

1.3 安裝空載自動斷電裝置

對于存在周期性空載運行的電動機(jī)，可安裝空載自動斷電裝置，以控制電動機(jī)的空載損失。因為空載時電動機(jī)消耗的無功功率占額定負(fù)荷時所消耗的無功功率的60% ～70%，所以，此辦法可以使電動機(jī)的自然功率因數(shù)顯著提高。

1.4 提高電動機(jī)的檢修質(zhì)量

由于震動或彎曲，以及軸承的磨損或偏心，使電動機(jī)的氣隙不均或過大，以及磁阻增大，導(dǎo)致電動機(jī)的無功功率需求量增加。因此，應(yīng)定期檢修電動機(jī)并提高檢修質(zhì)量。電動機(jī)是運行費用大于成本費用的機(jī)械設(shè)備，必要時應(yīng)淘汰舊電動機(jī)，更換為新電動機(jī)。

2.變壓器

2.1 合理選擇與使用變壓器

合理選擇變壓器的容量，低損耗變壓器的最佳負(fù)荷率為50%。及時切除空載變壓器，減少變壓器的空載損失。對變壓器實行并聯(lián)運行以及對并聯(lián)運行的變壓器根據(jù)其負(fù)荷變化的特點實行經(jīng)濟(jì)運行。根據(jù)電網(wǎng)運行電壓情況及時調(diào)整變壓器的分接開關(guān)，防止變壓器過激磁。

2.2 均衡變壓器負(fù)荷

對于多臺變壓器的用戶，均衡各變壓器負(fù)荷可以減少變壓器阻抗中的無功損耗，因而提高負(fù)荷的自然功率因數(shù)。均衡變壓器的負(fù)荷還有降低變壓器有功損耗、改善電壓質(zhì)量等作用。與此相似，當(dāng)有多回低壓架空線平行架設(shè)時，將其改造為并聯(lián)運行，亦可以減少有功損耗、無功損耗和電壓損耗，同時還可以改善電壓偏低時電動機(jī)的啟動條件。

2.3 停運空載變壓器

變壓器空載時的無功損耗為，停運空載變壓器可以減少無功損耗，提高自然功率因數(shù)。例如， 某S N ＝100kVA 的變壓器，I0 % ＝2.5，則停運空載變壓器可節(jié)省2.5kvar 無功功率，同時還可以節(jié)省有功損耗。

3.采用電纜供電或減小架空線幾何均距

在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下，采用電纜供電可提高自然功率因數(shù)。這是因為電纜線路的電抗為零，因而電纜供電沒有無功損耗。此外，電纜線路的電容電流較大，有一定的無功補(bǔ)償作用。減小架空線幾何均距可以減小線路電抗，從而減少線路的無功損耗，達(dá)到提高自然功率因數(shù)的目的。采用小截面多回路的供電方式，也可以減小線路電抗，從而減少線路無功損耗。

4.星角變換

利用星形―三角形變換提高自然功率因數(shù)對于三角形接法的輕載電動機(jī)可以改為星形接法，實行降壓運行，以達(dá)到提高自然功率因數(shù)和節(jié)約電力的目的。但是，這種改接方法必須滿足兩個條件：（1）電動機(jī)必須具有在臨界負(fù)荷率以下穩(wěn)定運行的工作狀態(tài)；（2）在大于臨界負(fù)荷率區(qū)，應(yīng)無星形接法穩(wěn)定運行的工作狀態(tài)。

當(dāng)電動機(jī)長期處于臨界負(fù)荷率βL 以下工作狀態(tài)時， 直接將電動機(jī)改為星形接法，其提高的功率因數(shù)和節(jié)電效果最為明顯。當(dāng)電動機(jī)處于輕載、重載兩檔運行時，采用三角形一星形自動切換裝置，可較好地提高功率因數(shù)而獲得節(jié)電效果。只有當(dāng)電動機(jī)負(fù)荷率β小于βL 時，實行三角形―星形改接才有實際意義。由于電機(jī)極數(shù)不同，臨界負(fù)荷率βL 就不同。

實踐證明，當(dāng)電動機(jī)從空載至30%負(fù)荷變化時，由三角形變?yōu)樾切芜\行，其效率和功率因數(shù)的提高都是十分顯著的。

5.調(diào)整負(fù)荷，實現(xiàn)均衡用電

供電電網(wǎng)負(fù)荷的大幅度變化，將增加供電設(shè)備的容量和線損。因為負(fù)荷曲線峰谷差大，則負(fù)荷曲線形狀系數(shù)K 值也大。根據(jù)計算電能損耗的等值功率法，在供電量相同的情況下，等效功率大，無功電能損耗也大。如果K＝1 時，無功線損為100%，則當(dāng)K＝1.05時，線損增加10%；當(dāng)K＝1.1時，線損增加21%；當(dāng)K＝1.2時，線損增加44%。因此，搞好調(diào)整負(fù)荷工作是降損節(jié)電的重要環(huán)節(jié)之一。在供用電管理工作中，應(yīng)當(dāng)重視負(fù)荷調(diào)整，實行高峰讓電、限電，有計劃地安排中午、后夜填谷負(fù)荷。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王智勇.《改善電網(wǎng)功率因數(shù)的意義和方法》.煤,2010

[3]濮賢成,鐘誦平,程文.《實用降損技術(shù)講座（一）自然功率因數(shù)與自然功率因數(shù)的提高》.農(nóng)村電工,2004

[4]段永豐,周玉明.《電力用戶自然功率因數(shù)的改善和提高》.山西廣播電視大學(xué)學(xué)報,2004

功率因數(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞：功率因數(shù) 電抗率 額定電壓 額定容量 效益

中圖分類號：C35 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、供電系統(tǒng)及功率因數(shù)情況簡述

我廠有兩個10KV變電所共分三段母線，原設(shè)計每段母線均有電容集中補(bǔ)償裝置（見供電系統(tǒng)圖）。電力公司計量裝置裝配在220KV變電站110KV側(cè)，月平局功率因數(shù)能達(dá)到0.9。根據(jù)功率因數(shù)調(diào)整電費辦法，既不征收懲罰電費，也不進(jìn)行電費獎勵。但由于我廠用電量較大（每月約4000萬千瓦時），如將功率因數(shù)提高到0.95，可按電費0.75%的費率進(jìn)行獎勵，初步估算每月可返還電費約20萬元，再加上由于無功減少而使系統(tǒng)有功損耗減少的費用，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

工廠供電系統(tǒng)圖

二、新電容補(bǔ)償裝置主要參數(shù)的確定

原三段10KV母線均配有電容集中補(bǔ)償裝置，但補(bǔ)償容量偏小（具體參數(shù)見下表）。要通過增加電容補(bǔ)償容量的方法來提高系統(tǒng)功率因數(shù)，關(guān)鍵是確定電容補(bǔ)償裝置的串聯(lián)電抗器電抗率、電容器額定電壓和額定容量等參數(shù)，并通過措施防止無功過補(bǔ)償?shù)某霈F(xiàn)。只有合理的選擇參數(shù)才能保證電容補(bǔ)償裝置和供電系統(tǒng)安全、可靠的運行，并在此基礎(chǔ)上將系統(tǒng)的功率因數(shù)提高到預(yù)期值，減少供電系統(tǒng)的電能損耗，并獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

1、串聯(lián)電抗器電抗率的選擇

原電容補(bǔ)償裝置串聯(lián)電抗器電抗率為6%，除限制電容器投運時的涌流外還可以抑制電網(wǎng)中5次及以上的諧波。但我廠無大型非線性負(fù)載，只有幾臺低壓變頻器及UPS，具體諧波情況暫不明確。因此如新電容器補(bǔ)償裝置串聯(lián)電抗器繼續(xù)按6%選擇，會使電抗器的成本增加，而且會造成電容器本身運行電壓的升高，當(dāng)電網(wǎng)電壓偏高時可能會影響電容器的使用壽命，具體分析如下：

根據(jù)公式：Un（串電抗器后的電容器電壓）=Ue （系統(tǒng)電壓）/1-K（電抗率）

當(dāng)電抗率為6%時，電容器運行電壓為1.0638Ue（系統(tǒng)電壓）

當(dāng)電抗率為1%時，電容器運行電壓為1.0101Ue（系統(tǒng)電壓）

但如果按電抗率1%選擇，而系統(tǒng)中又存在較多諧波，由于電容器會對諧波呈現(xiàn)低阻抗性，諧波電流疊加在電容器的基波電流上，會使電容器電流有效值增大，溫升增高，引起過熱而降低電容器的使用壽命或使電容器損壞。甚至造成電網(wǎng)諧振的出現(xiàn)，對所連接的各種電氣設(shè)備都產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。

為確保電容設(shè)備和供電系統(tǒng)的安全，我廠聯(lián)系了一家專業(yè)諧波測量公司對供電系統(tǒng)的諧波情況進(jìn)行連續(xù)15天測量，并通過專用分析軟件對系統(tǒng)電壓及電流的諧波畸變情況進(jìn)行了分析，結(jié)果表明三段10KV母線電壓總諧波畸變率均低于規(guī)程限定值（4%）。

注：THDu――電壓總諧波畸變率

諧波電流測試結(jié)果也均低于規(guī)程中的相應(yīng)諧波次數(shù)的諧波電流值。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出我廠供電系統(tǒng)諧波含量較低。電壓總畸變率、電流諧波含量值等數(shù)據(jù)均大大低于國標(biāo)強(qiáng)制規(guī)定。因此在選擇電容補(bǔ)償裝置時無需考慮用串聯(lián)電抗器來消除諧波，可以選擇1%電抗率，只用來抑制電容器的合閘涌流。

2、電容器額定電壓的選擇

電容器對電壓較為敏感，額定電壓選低了可能會影響電容器的使用壽命，額定電壓選高了電容器輸出容量將又將會受到影響。因此在充分考慮電容器本身電壓承受能力的情況下，要綜合考慮接入電網(wǎng)的運行電壓，還要考慮電容器回路串入電抗器時會使電容器端子上的電壓升高等影響。根據(jù)供電系統(tǒng)運行對電壓的統(tǒng)計情況看基本維持在10.1-10.4KV之間，而且串聯(lián)電抗器的電抗率已選擇為1%，因此電容器的額定電壓可保持11KV不變。

3、電容器額定容量的選擇

通過長期觀察記錄三段10KV母線在最大運行負(fù)荷下的有功功率、無功功率、視在功率及功率因數(shù)等選為參數(shù)選擇依據(jù)，具體數(shù)據(jù)如下表：

由于電力公司計量點在220KV變電所110KV側(cè)，因此需要將110/10KV變壓器的無功損耗考慮在內(nèi)，特別是變壓器負(fù)荷率較高的情況下。根據(jù)變壓器的無功損耗公式算得變壓器的無功損耗。具體見下表：

變壓器空載無功損耗：Q0=I0%*SN/100=0.121*63000/100=76KVAR

變壓器額定無功損耗：QN=UK%*SN/100=10.27*63000/100=6470KVAR，再根據(jù)負(fù)荷率計算負(fù)載無功損耗

（110/10KV變壓器主要參數(shù)為：SN =63000KVA，UK%=10.27%，I0%=0.121%）

根據(jù)以上量表計算結(jié)果，算得所選電容器額定容量如下表：

裝配電容器折算系數(shù)：K1= （Uc/Ue） 2* （1- K）=（11/10）2*（1-0.01）=1.2

Uc：電容器的額定電壓，根據(jù)上面分析取11KV

Ue：母線的額定電壓，取10KV

K：串聯(lián)電抗器電抗率，根據(jù)上面分析取1%

根據(jù)以上計算結(jié)果，并結(jié)合每只電容器的額定容量和實際運行負(fù)荷率等，一期變電所選擇的電容器額定容量為4500KVAR（9臺500KVAR），二期變電所選擇了兩套容量為6000KVAR（12只500KVAR）的電容器。

4、防止過補(bǔ)償措施

由于每段母線中有兩臺大功率電機(jī)配電回路，當(dāng)其中一臺電機(jī)或兩臺電機(jī)同時因故障停運，而電容器仍在運行時，會造成該段母線過補(bǔ)償，由于過補(bǔ)償會產(chǎn)生抬高電網(wǎng)電壓、增加損耗等危害，

因此增加了防止過補(bǔ)償連鎖。即在電容饋線柜前面板安裝接線壓板1個，然后將兩臺大功率電機(jī)斷路器的常閉輔助觸點并聯(lián)后和壓板串聯(lián)接至電容饋線柜跳閘回路中。簡圖如下：

三、投運后效果及效益分析

三套新電容補(bǔ)償裝置投運后電力公司計量側(cè)總功率因數(shù)達(dá)到了預(yù)期的0.95，通過專業(yè)諧波測試公司對三段母線的諧波情況進(jìn)行了復(fù)測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓總畸變率有了較大幅度的下降，系統(tǒng)電能質(zhì)量得到了優(yōu)化。通過此次技改可以取得電力公司功率因數(shù)獎勵費用，又可以減少電力線路及變壓器的有功損耗，取得兩方面的經(jīng)濟(jì)效益。

1、電力公司功率因數(shù)獎勵費用

該技改項目自2011年11月份完成后，在短短8個月內(nèi)已經(jīng)累計得到電力公司的功率因數(shù)獎勵153萬元，收回了設(shè)備改造成本，達(dá)到了預(yù)期經(jīng)濟(jì)效果。

2、減少供電系統(tǒng)有功損耗

⑴ 減少變壓器有功損耗：功率因數(shù)提高后，降低了110/10KV變壓器的視在功率負(fù)荷率，減少了變壓器的有功損耗。根據(jù)變壓器有功損耗計算公式P=PK *（S/SN）2 （P：變壓器有功損耗， PK：變壓器額定負(fù)荷下有功損耗，S：變壓器運行視在功率，SN：變壓器額定視在功率）計算兩臺變壓器每月可減少有功損耗約1.3萬千瓦時。

⑵ 減少部分電纜的有功損耗：功率因數(shù)提高后會減小流經(jīng)電纜的電流，從而減少電纜的有功損耗。根據(jù)焦耳定律Q=I2*R*t（I：流經(jīng)電纜電流，R：電纜電阻，t：運行時間）計算，220KV變電所至110KV變電所電纜每月可減少有功損耗約1.3萬千瓦時，110KV變電所至10KV變電所電纜每月可減少有功損耗約8.3萬千瓦時。

在不考慮配電柜部分的有功損耗減少量的情況下，每年可減少電能損耗約130萬千萬時，折合標(biāo)準(zhǔn)煤455噸（等價值折標(biāo)），節(jié)能資金約80萬元。

四、結(jié)束語

通過對我廠電容補(bǔ)償裝置主要參數(shù)的選擇和提高功率因數(shù)后在節(jié)能及經(jīng)濟(jì)效益方面的分析，希望能給用電量較大的企業(yè)帶來一定啟發(fā)，充分結(jié)合自己企業(yè)的實際情況，提高企業(yè)的功率因數(shù)，減少電能損耗，為構(gòu)建節(jié)能型社會貢獻(xiàn)一份力量。

參考文獻(xiàn)：

并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范 GB 50227-2008

電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波 GB/T14549-93