1、提高功率因数对供电企业的好处摘要：对广大供电企业来说，用户功率因数的高低，直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动。提高电力系统的功率因数，已成为电力工业中一个重要课题，而提高电力系统的功率因数，首先就要提高各用户的功率因数。 关键词：功率因数；供电企业；措施 中图分类号：U223 文献标识码：A 引言:功率因数是指电力网中线路的视在功率供给有功功率的消耗所占百分数。在电力网的运行中，我们所希望的是功率因数越大越好，如能做到这一点，则电路中的视在功率将大部分用来供给有功功率，以减少无功功率的消耗。用户功率因数的高低，对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着
2、显著的影响。 1.功率因数的意义 工业上用电设备主要都是电动机，而且用电量都相对较大。电动机是感性负载，感性负载的功率因数都小于 1，一般在 0.70.85 之间。一台容量为 1000kVA 的变压器，在功率因数为 1 时能够带动 1000kW 的负荷，如果功率因数为 0.7 时就只能带动 700kW 的负荷，这台变压器的出力变小了。当电动机额定出力不变、供电电压不变的情况下(我们国家用电器电压标准为线电压 380V，相电压 220V)，如果功率因数低，线路的电流将增大，由于电线有阻值，因此电流大就意味着电线的线损越大(P=RI2)。为此，全国用电规则规定，在 100kVA 及以上电力用户的功
3、率因数必须在 0.85 以上。我们公司在实际运行过程中，保证供电系统的功率因数在 0.93 以上，争取达到 0.95 以上，故提高功率因数具有重要的意义。 (1)提高功率因数可以提高用电质量，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，有利于安全生产。 (2)提高功率因数可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支。例如：当 cos=0.5 时的损耗是 cos=1 时的 4 倍。 (3)提高功率因数能提高企业用电设备的利用率，充分发挥企业的设备潜力。 (4)提高功率因数可减少线路的功率损失，提高电网输电效率。 (5)提高功率因数可以使发电机能做出更多的有功功率。 功率因数是电力系统的一个重要
4、的技术数据，是衡量电气设备效率高低的一个系数。在实际用电过程中，提高负载的功率因数是最有效的提高电力资源利用率的方式。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。 2.采取适当措施，设法提高系统自然功率因数 提高自然功率因数是在不添置任何补偿设备，采用降低各用电设备所需的无功功率减少负载取用无功来提高工矿企业功率因数的方法，它不需要增加投资，是最经济的提高功率因数的方法。下面将对提高自然功率因数的措施作一些简要的介绍。 2.1 合理选用电动机的型号、规格和容量，使其接近满载运行。在选择电动机时，既要注意它们的机械性能，又要考虑它们的电器指标。若
5、电动机长期处于低负载下运行，既增大功率损耗，又使功率因数和效率都显著恶化。故从节约电能和提高功率因数的观点出发，必须正确地合理地选择电动机的容量。 2.2 实验表明，异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动时对异步电动机无功功率的大小有很大的。 2.3 由电机原理知道，同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功取决于转子中的励磁电流大小，在欠激状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过激状态时，定子绕组向电网“送出”无功。因此，只要调节电机的励磁电流，使其处于过激状态，就可以使同步电机向电网“送出”无功功率，减少电网输送给工矿企业的无功功率，从而提高了工矿企业
6、的功率因数。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行，这就是“异步电动机同步化” 。因而只要调节电机的直流励磁电流，使其呈过激状态，即能向电网输出无功，从而达到提高低压网功率因数的目的。 2.4 对负载率比较低的配变，一般采取“撤、换、并、停“等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。下面我们将简单介绍对用电设备进行人工补偿的方式和对补偿容量的确定方法。 3.功率因数的人工补偿 功率因数是工厂电气设备使用状况和利用程度的具有代表性的重要指标，也是保证电网安全、经济运行的一项主要指标。供电企业仅仅依靠提高自然功率因数的办法已
7、经不能满足工厂对功率因数的要求，工厂自身还需要装设补偿装置，对功率因数进行人工补偿。 静电电容器补偿。静电电容器既电力电容器。利用电容器进行补偿，具有投资省、有功功率损耗小、运行维护方便、故障范围小等优点。但当通风不良、运行温度过高时，油介质电容器易发生漏油、鼓肚、爆炸等故障，所以建议使用粉状介质电容器。动态无功功率补偿一般应用于用电容量大、生产过程其负载急剧变化且具有重复冲击性的大型钢铁企业。这种波动频繁、急剧、幅值很大的动态无功功率，采用调相机或固定电容器进行补偿已远远满足不了要求，目前一般采用的新型动态无功功率补偿设备是静止无功补偿器。它具有稳定系统电压、改善电网运行性能、动态补偿反应迅
8、速、调节性能优越等优点。但最明显的缺点是投资大、设备体积大、占地面积大。分相补偿。在民用建筑中大量使用的是单相负荷，照明、空调等由于负荷变化的随机性大，容易造成三相负载的严重不平衡，尤其是住宅楼在运行中三相不平衡更为严重。由于调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相，造成未检测的两相要么过补偿，要么欠补偿。如果过补偿，则过补偿相的电压升高，造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏；如果欠补偿，则补偿相的回路电流增大，线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏。这种情况下用传统的三相无功补偿方式，不但不节能，反而浪费资源，难以对系统的无功补偿进行有效补偿，补偿过程中所产生的过、欠补
9、偿等弊端更是对整个电网的正常运行带来了严重的危害。 4.影响功率因数的主要因素 首先我们来了解功率因数产生的主要原因。功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外，还需要无功功率。当有功功率 P 一定时，如减少无功功率 Q，则功率因数便能够提高。在极端情况下，当 Q=0 时，则其力率=1。因此提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。 4.1 异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备 异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改
10、善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率，它和负载率的大小无关。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。 4.2 供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响 当供电电压高于额定值的 10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的 110%时，一般工厂的无功将增加 35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。 4.3 电网频率的波动也会对异步电机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响 综上所述，我们知道了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此我们要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。 5.结语 功率因数对广大供电企业的影响是巨大的，所以提高功率因数能够带来经济效益和社会效益，相信随着新技术新产品的应用，功率因数会进一部提高，电网质量将更加稳定。 参考文献: 1肖运新.用电监察M.水利电力出版社，2003. 2靳龙章，丁毓山.电网无功补偿实用技术M.中国水利水电出版社，2004.
