功率因數(shù)與供電效率的關(guān)系

1、功率因數(shù)與供電效率的關(guān)系【摘要】在供電過程中，用戶功率因數(shù)的上下，直接關(guān)系到電力網(wǎng)中的功率損耗和電能損耗，關(guān)系到供電線路的電壓損失和電壓波動，而且關(guān)系到節(jié)約電能和整個供電區(qū)域的供電質(zhì)量。文章介紹影響電網(wǎng)功率因數(shù)的主要因素以及低壓無功補(bǔ)償?shù)膸追N實用方法。【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(yùn)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，那么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)的上下，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)進(jìn)步用戶的功率因數(shù)，不但可以充分

2、地發(fā)揮發(fā)、供電設(shè)備的消費(fèi)才能、減少線路損失、改善電壓質(zhì)量，而且可以進(jìn)步用戶用電設(shè)備的工作效率和為用戶本身節(jié)約電能。因此，對于全國廣闊供電企業(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，假設(shè)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?，改善進(jìn)步用戶功率因數(shù)，而且可以有效地降低電能損失，減少用戶電費(fèi)。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理解功率因數(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，那么功率因數(shù)便可以進(jìn)步。在極端情況下，當(dāng)p無=0時，那么

3、其功率因素=1。因此進(jìn)步功率因數(shù)問題的本質(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(yùn)行并盡可能進(jìn)步負(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)。因此，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(yùn)行或長其處于低負(fù)載運(yùn)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

4、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)有所進(jìn)步。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、可以使低壓電力網(wǎng)功率因數(shù)進(jìn)步的一些實用方法，使低壓網(wǎng)可以實現(xiàn)無功的就地平衡，到達(dá)降損節(jié)能的效果。二、低壓網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)囊话惴椒ǖ蛪簾o功補(bǔ)償我們通常采用

5、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(yùn)行時，無功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備停運(yùn)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、占位孝安裝容易、配置方便靈敏、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

6、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(fèi)單價的增加，不利于電費(fèi)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，從而進(jìn)步配變利用率，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(yùn)行方式靈敏，運(yùn)行維護(hù)工作量小，比

7、前兩種補(bǔ)償方式壽命相對延長、運(yùn)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)法進(jìn)步系統(tǒng)自然功率因數(shù)進(jìn)步自然功率因數(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)載取用無功來進(jìn)步工礦企業(yè)功率因數(shù)的方法，它不需要增加投資，是最經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步功率因數(shù)的方法。下面將對進(jìn)步自然功率因數(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(yùn)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)。假設(shè)電動機(jī)長期處于低負(fù)載下運(yùn)行，既增大功

8、率損耗，又使功率因數(shù)和效率都顯著惡化。故從節(jié)約電能和進(jìn)步功率因數(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.進(jìn)步異步電動機(jī)的檢修質(zhì)量實驗說明，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(yùn)行進(jìn)步功率因數(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)“吸缺無功，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，從而進(jìn)步了工礦企業(yè)的功率因數(shù)。異步電動機(jī)同步運(yùn)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(yùn)行，這就是“異步電動機(jī)同步化。因此只要調(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，從而到達(dá)提上下壓網(wǎng)功率因數(shù)的目的。4.合理選擇配變?nèi)萘?，改善配變的運(yùn)行方式對負(fù)載率比較低的配變，一般采勸撤、換、并、停等方法，