功率因数

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功率因数范文第1篇

关键词：电网 功率因数 并联移相电容

沙隆达股份有限公司是一家以氯碱化工为基础，农药化工为主体，精细化工为特色的大型化工企业。主要生产能力为：农药3万吨，烧碱6万吨，化工原料及中间体30万吨，自采盐矿20万吨。下属能源动力厂主要负责水、电、汽、冷等能源的管理和运行。我厂电力系统总装机容量为47500KVA，设有一个110KV变电站、4个10KV区间变电所和4套电解整流装置，共有电力变压器22台，整流变压器4台，年用电量2亿多千瓦时，其中整流装置用电量要占总用电量的三分之二。整流装置平均功率因数比较高，可以达到0.95，但由于整流装置的存在，谐波分量也比较重。其它动力负荷主要是异步电动机，平均功率因数很低，我厂主要针对低压配电网络进行补偿，补偿前整个电力系统的功率因数只有0.87，补偿后整个电力系统功率因数可以达到0.95以上。

影响我厂功率因数的主要原因及对策：

一、异步电动机对功率因数的影响

我厂绝大部分动力负荷都是异步电动机， 异步电动机转子与定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。因此，在选择异步电动机时，既要注意它们的机械性能，又要考虑它们的电器指标，合理选择异步电动机的型号、规格和容量，使其处于经济运行状态，若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，必须正确的合理的选择电动机的容量。其次，要提高异步电动机的检修质量，因为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影响。

二、电力变压器对功率因数的影响

电力变压器的无功功率消耗，是由于变压器的变压过程是由电磁感应来完成的，是由无功功率建立和维持磁场进行能量转换的。没有无功功率，变压器就无法变压和输送电能。变压器消耗无功的主要成分是它的空载无功功率，提高变压器的功率因数就必须降低变压器的无功损耗，避免变压器空载运行或长期处于低负载运行状态。

三、整流装置对功率因数的影响

单就整流系统而言，其功率因数可达到0.95，但是由于整流系统网侧电流不是正弦波，整流变压器除向电网吸取基波电流外，还向电网送出谐波电流，严重影响并联电容的运行。尽可能减少谐波分量的产生是消除整流装置对功率因数补偿设备影响的根本办法。整流机组的网侧谐波分量与等效相数有密切关系，提高等效相数是抑制谐波产生的有效措施。我公司整流系统共有四台整流变压器，为提高等效相数，我们分别将整流变压器接成/和Y/，从而组成12相整流系统，这时单套6脉波整流的工作原理不变，只是一台整流变压器通过Y/移相使5，7，17，19……次谐波相互抵消，注入系统的只有12K±1次特征谐波，在不增加设备的前提下，达到了最大限度抑制谐波分量，减少了谐波分量对电容运行的影响的目的。

我厂对提高功率因数采取的措施

提高自然功率因数

提高自然功率因数主要是靠提高变压器、电动机负载率、调整负荷结构，使功率因数达到最佳。

二、并联移相电容提高功率因数

由于我公司实际生产工艺中没有使用同步电机，所以我们采用并联移相电容器的方式进行功率因数补偿。

（一）、补偿方式的选择：

根据移相电容器在工厂供电系统中的装设位置，有高压集中补偿、低压成组补偿和低压分散补偿三种方式。

高压集中补偿是将高压移相电容器集中装设在变配电所的10KV母线上，这种补偿方式只能补偿10KV母线前（电源方向）所有线路上的无功功率，而此母线后的厂内线路没有得到无功补偿，所以这种补偿方式的经济效果较后两种补偿方式差。同时因我厂存在整流装置，虽然我们对其进行了调整，但仍然不能完全避免谐波分量的产生。如采用高压集中补偿，会对高压电容器的安全运行造成严重影响。

低压分散补偿，又称个别补偿，是将移相电容器分散地装设在各个车间或用电设备的附近。这种补偿方式能够补偿安装部位前的所有高低压线路和变电所主变压器的无功功率，因此它的补偿范围最大，效果也较好。但是这种补偿方式总的设备投资较大，且电容器在用电设备停止工作时，它也一并被切除，所以利用率不高。

低压成组补偿是将移相电容器装设在车间变电所的低压母线上，这种补偿方式能补偿车间变电所低压母线前的车间变电所主变压器和厂内高压配电线及前面电力系统的无功功率，其补偿范围较大。由于这种补偿能使变压器的视在功率减小从而使变压器容量选得小一些，比较经济，而且它安装在变电所低压配电室内，运行维护方便。同时由于我厂存在谐波源，车间变压器的存在，也起到了隔离和衰减谐波的作用。有利于低压移相电容器的安全稳定运行。

综合以上三种补偿方式的优缺点，根据我厂的实际情况，我们选择了低压成组补偿方式。

（二）、补偿容量的确定

对于车间变（配）电所，安装的容性无功量应等于装置所在母线上的负载按提高功率因数所需补偿的容性无功量与变压器所需补偿的容性无功量之和。

负载所需补偿的装置容量Kvar（千乏）按下式考虑

QC1=P（tgφ1-tgφ2）

Qc1——负荷所需补偿的容性无功量(Kvar)

P——母线上的平均有功负荷功率

φ1——补偿前的功率因数角

φ2——补偿后的功率因数角

2)变压器所需补偿的装置容量Kvar（千乏）按下式考虑：

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

Qc2——变压器所需补偿的容性无功量(Kvar)

Uk％——变压器阻抗电压的百分数

I0％——变压器空载电流的百分数

Se——变压器额定容量（KVA）

（三）、低压成组补偿设备的选择：

选择补偿设备，应在充分考虑安全性的同时，根据各厂实际情况，从实用性、可靠性入手，将费效比最大化。

1、投切方式的选择：

电容投切有两种方式：人工投切和自动投切。人工投切对运行人员是件繁重的工作，且难以实现及时准确地操作，影响供电电压质量。我们采用自动投切方式。可实现电容器的自动投切，我们采用了JKG系列无功功率自动补偿控制器，这种控制器能随意设定投入门限、投入延时、切除延时、过压门限、过压延时、欠流切除等参数，能自动跟踪功率因数变化合理选择电容组数，还能在功率因数超前时快速切除已投电容。在我厂的应用中，这种控制方式能满足我厂的实际要求。

2、移相电容器的选择

我厂选用的电容器为BSMJ0.415-18-3型自愈式移相电容器。该电容器的额定工作电压415V，容量18Kvar，三相三角形接法，具有自放电功能，最高过电压110％额定电压，最高过电流130％额定电流。

电容容量的确定要考虑到开关、接触器的容量，补偿梯度大小对电气设备的影响及维修成本，还有各厂实际使用习惯。我厂广泛采用18 Kvar三相移相电容器，我们认为其补偿梯度合理，设备费效比高。

额定电压的确定要考虑到变压器低压母线电压的波动和补偿后母线电压升高的因素，并联补偿移相电容器的额定电压应大于并联补偿移相电容器的实际工作电压。

3、断路器的选择

QF1—QFn为单台电容器提供主保护，我厂选用GV3—M40施耐德空气开关。该开关具有过流和速断保护功能，我们一般将空开过流整定值整定在30A左右，可有效保护电容过电流。该开关分断能力强，分断电流可达35KA，可靠性也比较高，单台电容器故障时能可靠切除，不影响其它电容器的运行。QF我们选用施耐德NS型塑壳断路器，该断路器具有电子式过流和速断保护功能，动作准确可靠，分断能力极强，并具有稳定可靠的限流能力，可作为整套电容器组的后备保护。采用上述两种开关后，我们完全可以将电容故障限制在电容柜内，而不对配电系统产生影响。

补偿效果：

通过对全厂供配电系统安装并联移相电容器组，向电网提供可阶梯调节的容性无功，补偿多余的感性无功，使我厂实际功率因数提高到0.95以上，补偿效果明显。

减少供电损耗，节约电费

以线损为例，我厂年用电量约为2亿千瓦时，补偿前线损率约为5％，补偿后功率因数从0.87提高到0.95，则每年可减低线损约为200万千瓦时，按每度电0.4元计算，可节约电费开支80万元，加上电力系统功率因数奖60万元，每年共计节约电费开支140万元。

提高设备利用率

功率因数从0.85提高到0.95，设备利用率提高11.8% 。减少设备投资，充分发挥设备潜能。

改善供电质量

减少电压损失，降低电压波动，有效改善供电质量。

功率因数范文第2篇

【关键词】功率因数；节约电能；供电质量

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，有着显著的影响。适当提高用户的功率因数，不但可以充分地发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。因此，对于全国广大供电企业、特别是对现阶段全国性的一些改造后的农村电网来说，若能有效地搞好低压补偿，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，改善提高用户功率因数，而且能够有效地降低电能损失，减少用户电费。其社会效益及经济效益都会是非常显著的。

一、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有一定时，如减少无功功率P无，则功率因数便能够提高。在极端情况下，当P无=0时，则其功率因素=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。影响功率因素主要是下面几个方面。

（一）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的。所以要改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。

（二）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。

（三）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

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。

二、低压网无功补偿的一般方法

低压无功补偿我们通常采用的方法主要有三种：随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。下面简单介绍这三种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。

1. 随机补偿

随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接，通过控制、保护装置与电机，同时投切。随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗，以补偿磁无功为主，此种方式可较好地限制农网无功峰荷。

随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等特点。

2. 随器补偿

随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧，以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是农网无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加，不利于电费的同网同价。

随器补偿的优点是：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前补偿无功最有效的手段之一。

3. 跟踪补偿

跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kVA以上的专用配变用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。

跟踪补偿的优点是：运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。

三、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。

1. 合理使用电动机（下转第122页）

（上接第199页）

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. 提高异步电动机的检修质量

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影响。

3. 采用同步电动机或异步电动机同步运行提高功率因数

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。

4. 合理选择配变容量，改善配变的运行方式

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。

通过以上一些提高加权平均功率因数和自然功率因数的叙述，或许我们已经对“功率因数”这个简单的电力术语有了更深的了解和认识。 参考文献

功率因数范文第3篇

摘要：由于矿山企业采用大量的感应电动机和变压器等用电设，供电系统除供给有功功率外，还需供给大量无功功率，使发电和输、配电设备的能力不能充分利用。为此，必须提高用户的功率因数，减少对电源系统的无功需求量。

关键词：功率因数，研究。

（一）提高功率因数对矿山企业和电力系统的好处如下：

1、提高电力系统供电能力

在发电和输、配电设备的安装容量一定时，提高用户的功率因数，相应减少无功功率的供给，则在同样设备条件下，电力系统输出的有功率可以增加，增大了电力系统的供电能力。

2.降低输电线路中的功率损耗

当线路额定电压Un和输送的有功功率P均保持恒定时，则网路中的功率损耗与功率因数的平方成反比。

3.减少电能传输过程中的电压损失，提高供电质量

由于用户功率因数的提高，使网路中的电流减少。因此，网路的电压损失减少，网路末端用电设备的电压质量提高。

4.降低电能成本

由于从发电厂发出的电能有一定的总成本，提高功率因数可减少网路和变压器中的电能损耗，在发电设备容量不变的情况下，供给用户的电能就相应增多了，每度电的总成本就会降低。

由上述原因可知，提高用户功率因数对充分利用现有的输电、配电及电源设备，保证供电质量，减少电能损失，降低产品的成本，提高经济效益具有重大意义。所以，我国电力部门实行电力奖惩制度。对于功率因数高于0.9的给予奖励，对于功率因数低于0.9的进行处罚。

（二）提高功率因数的方法

当有功功率户一定时，减少无功功率便能提高功率因数。交流用电设备、电动机、变压器等建立磁场需要激磁无功功率Q1，同时还消耗漏磁无功功率Q2。其所需要的无功功率为

Q=Q1+Q2

其中

式中 Φm——交流磁通最大值，Wb；

Bm——磁感应强度最大值，T；

f———交流电的频率，Hz；

Rμ——磁路的磁阻，1/H；

μ——磁路的磁导率，H/m；

V——磁路的体积，m3；

U——激磁电压，V；

I——负荷电流，A；

X2———漏磁感抗，Ω；

K、K'、K"——常数。

由式（2—39）和式（2—40）可知，提高功率因数的方法如下：

1.正确选择电气设备

（1）选气隙小、磁阻Rμ小的电气设备。如选电动机时，若没有调速和启动条件的限制，则应尽量选择鼠笼式电动机。

（2）同容量下选择磁路体积小的电气设备。如高速开启式电机，在同容量下，体积小于低速封闭式和隔爆型电机。

（3）不需要调速、持续运行的大容量电机，如主要通风机等，有条件时可选择同步电动机，使其过激磁运行，提供超前无功功率进行补偿，使电网总的无功功率减小。

2.电气设备运行合理

（1）消除严重欠载运行的电机和变压器。对于负荷小于40%额定功率的感应电动机，在能满足启动、工作稳定性等要求条件下，应以小容量电机更换或将原为三角形接法的绕组改为星形接，降低激磁电压。对于变压器，当其平均负荷小于额定容量的30%时，应更换变压器或调整负荷。

（2）合理调度安排生产工艺流程，限制电气设备空载运行。

（3）提高维护检修质量，保证电机的电磁特性符合标准。

3.人工补偿无功功率

矿山企业为了使功率因数达到规定值以上，一般都采用并联电容器的方法进行人工补偿。电力电容器具有投资省、有功功率损失小、运行维护方便、故障范围小等优点。

电容器的缺点是当通风不良或因电网高次谐波造成电容器过负荷使运行温度过高时，易出现外壳鼓肚、漏油，甚至爆炸和引起火灾。因此，规定电容器组应独立设室。

若补偿前功率因数为 ， 补偿后提高到 ，如图2—6所示，则补偿所用的电力电容器容量应为

式中 Pav——全矿有功平均负荷，kW；

PcaΣ——全矿有功计算负茶，kW；

Kav——平均负荷系数，

上式是按全矿平均负荷计算的所需补偿电容量，过去也有按全矿最大负荷PcaΣ进行计算的。

如果按 PcaΣ计算所需补偿的无功功率Qc，则当P

在提高电力系统的功率因数时，应选择并联电容器。电容器的额定电压应与其接人电网的工作地点电压相适应。

因每台电容器的无功容量为Qcl=ωClU2，可知电容器的实际补偿量与其端电压的平方成正比，所以电容器（柜）的数量N可按下式确定：

式中Qcl——每个电容顺（柜）的容量，kvar；

U——电容器装设处的电网电压，kV；

UN.c——电容器的额定电压，kV。

每相所需电容器台数为

（三）电容器的补偿方式和连接方式

1.电容器的补偿方式

电容器的补偿方式有三种，即单独就地补偿方式、分散补偿方式和集中补偿方式。

（1）单独就地补偿方式。将电容器直接与用电设备并联，共用一套开关设备。这种补偿方式的特点是补偿效果最好，不但能减少高压电源线路和变压器的无功负荷，而且能减少干线和分支线的无功负荷。其缺点是电容器将随着用电设备—同工作和停止，所以利用率较低，投资大，管理不方便。这种补偿方式只适用于长期运行的大容量电气设备及所需无功补偿容量较大的负荷，或由较长线路供电的电气设备。

（2）分散补偿方式。将全部电容器分别安装于各配电用户的母线上，各处电压等级可能不同。这种补偿方式的优点是电容器的利用率比单独就地补偿方式高，能减少高压电源线路和变压器中的无功负荷。其缺点是不能减少干线和分支线的无功负荷，操作不够方便，初期投资较大。

2.电容器的接线方式

功率因数范文第4篇

关键词：自然功率因数 电动机 变压器 星角变换 负荷

前言：自然功率因数是指用电设备没有安装无功补偿设备时的功率因数，或者说用电设备本身所具有的功率因数。自然功率因数的高低主要取决于用电设备负荷的性质，如电阻性用电设备（白炽灯、电阻炉等）的功率因数就比较高，而电感性用电设备（荧光灯、异步电动机等）的功率因数就比较低。

如果能有效提高系统的自然功率因数，就能够使发、供电和用电等部门均得到明显的效益。提高自然功率因数是指不用任何补偿设备，采用降低各用电设备所需的无功功率来提高功率因数的方法。它不需增加投资，是最经济的提高功率因数的方法。

1.电动机

1.1 合理地选择和使用电动机

无功功率用于感应电动机励磁占电力系统总无功功率的70%左右，合理选用感应电动机，是提高自然功率因数的重要措施之一。因此，应保证电动机在75%以上的负荷状态下运行，尽量减少备用容量，否则不仅降低功率因数，增加电耗，而且也增加设备及供电系统的投资。

1.2 适当降低电动机运行电压

由异步电动机的无功功率与端电压的关系曲线可知，对于轻载运行电动机，可适当降低运行电压，以提高自然功率因数和节约电力、电能。降低运行电压的方式有两种：（1）对于有专变供电的电动机，可改变变压器的分接开关，或加装专用自耦接触式调压器、旋转式感应调压器和补偿式调压器，以适当降低电动机供电电压；（2）改变电动机内部接线。对于轻载电动机可将三角形接线改为星形接线（适用于负荷率为40%及以下） 来降低电动机运行电压，提高自然功率因数及效率。

1.3 安装空载自动断电装置

对于存在周期性空载运行的电动机，可安装空载自动断电装置，以控制电动机的空载损失。因为空载时电动机消耗的无功功率占额定负荷时所消耗的无功功率的60% ～70%，所以，此办法可以使电动机的自然功率因数显著提高。

1.4 提高电动机的检修质量

由于震动或弯曲，以及轴承的磨损或偏心，使电动机的气隙不均或过大，以及磁阻增大，导致电动机的无功功率需求量增加。因此，应定期检修电动机并提高检修质量。电动机是运行费用大于成本费用的机械设备，必要时应淘汰旧电动机，更换为新电动机。

2.变压器

2.1 合理选择与使用变压器

合理选择变压器的容量，低损耗变压器的最佳负荷率为50%。及时切除空载变压器，减少变压器的空载损失。对变压器实行并联运行以及对并联运行的变压器根据其负荷变化的特点实行经济运行。根据电网运行电压情况及时调整变压器的分接开关，防止变压器过激磁。

2.2 均衡变压器负荷

对于多台变压器的用户，均衡各变压器负荷可以减少变压器阻抗中的无功损耗，因而提高负荷的自然功率因数。均衡变压器的负荷还有降低变压器有功损耗、改善电压质量等作用。与此相似，当有多回低压架空线平行架设时，将其改造为并联运行，亦可以减少有功损耗、无功损耗和电压损耗，同时还可以改善电压偏低时电动机的启动条件。

2.3 停运空载变压器

变压器空载时的无功损耗为，停运空载变压器可以减少无功损耗，提高自然功率因数。例如， 某S N ＝100kVA 的变压器，I0 % ＝2.5，则停运空载变压器可节省2.5kvar 无功功率，同时还可以节省有功损耗。

3.采用电缆供电或减小架空线几何均距

在经济条件许可的情况下，采用电缆供电可提高自然功率因数。这是因为电缆线路的电抗为零，因而电缆供电没有无功损耗。此外，电缆线路的电容电流较大，有一定的无功补偿作用。减小架空线几何均距可以减小线路电抗，从而减少线路的无功损耗，达到提高自然功率因数的目的。采用小截面多回路的供电方式，也可以减小线路电抗，从而减少线路无功损耗。

4.星角变换

利用星形―三角形变换提高自然功率因数对于三角形接法的轻载电动机可以改为星形接法，实行降压运行，以达到提高自然功率因数和节约电力的目的。但是，这种改接方法必须满足两个条件：（1）电动机必须具有在临界负荷率以下稳定运行的工作状态；（2）在大于临界负荷率区，应无星形接法稳定运行的工作状态。

当电动机长期处于临界负荷率βL 以下工作状态时， 直接将电动机改为星形接法，其提高的功率因数和节电效果最为明显。当电动机处于轻载、重载两档运行时，采用三角形一星形自动切换装置，可较好地提高功率因数而获得节电效果。只有当电动机负荷率β小于βL 时，实行三角形―星形改接才有实际意义。由于电机极数不同，临界负荷率βL 就不同。

实践证明，当电动机从空载至30%负荷变化时，由三角形变为星形运行，其效率和功率因数的提高都是十分显著的。

5.调整负荷，实现均衡用电

供电电网负荷的大幅度变化，将增加供电设备的容量和线损。因为负荷曲线峰谷差大，则负荷曲线形状系数K 值也大。根据计算电能损耗的等值功率法，在供电量相同的情况下，等效功率大，无功电能损耗也大。如果K＝1 时，无功线损为100%，则当K＝1.05时，线损增加10%；当K＝1.1时，线损增加21%；当K＝1.2时，线损增加44%。因此，搞好调整负荷工作是降损节电的重要环节之一。在供用电管理工作中，应当重视负荷调整，实行高峰让电、限电，有计划地安排中午、后夜填谷负荷。

参考文献：

[1]刘成梁.《论供电系统中改善功率因数的必要性及方法》.安装,2009

[2]王智勇.《改善电网功率因数的意义和方法》.煤,2010

[3]濮贤成,钟诵平,程文.《实用降损技术讲座（一）自然功率因数与自然功率因数的提高》.农村电工,2004

[4]段永丰,周玉明.《电力用户自然功率因数的改善和提高》.山西广播电视大学学报,2004

功率因数范文第5篇

关键词：功率因数 电抗率 额定电压 额定容量 效益

中图分类号：C35 文献标识码： A

一、供电系统及功率因数情况简述

我厂有两个10KV变电所共分三段母线，原设计每段母线均有电容集中补偿装置（见供电系统图）。电力公司计量装置装配在220KV变电站110KV侧，月平局功率因数能达到0.9。根据功率因数调整电费办法，既不征收惩罚电费，也不进行电费奖励。但由于我厂用电量较大（每月约4000万千瓦时），如将功率因数提高到0.95，可按电费0.75%的费率进行奖励，初步估算每月可返还电费约20万元，再加上由于无功减少而使系统有功损耗减少的费用，经济效益十分可观。

工厂供电系统图

二、新电容补偿装置主要参数的确定

原三段10KV母线均配有电容集中补偿装置，但补偿容量偏小（具体参数见下表）。要通过增加电容补偿容量的方法来提高系统功率因数，关键是确定电容补偿装置的串联电抗器电抗率、电容器额定电压和额定容量等参数，并通过措施防止无功过补偿的出现。只有合理的选择参数才能保证电容补偿装置和供电系统安全、可靠的运行，并在此基础上将系统的功率因数提高到预期值，减少供电系统的电能损耗，并获取最大的经济效益。

1、串联电抗器电抗率的选择

原电容补偿装置串联电抗器电抗率为6%，除限制电容器投运时的涌流外还可以抑制电网中5次及以上的谐波。但我厂无大型非线性负载，只有几台低压变频器及UPS，具体谐波情况暂不明确。因此如新电容器补偿装置串联电抗器继续按6%选择，会使电抗器的成本增加，而且会造成电容器本身运行电压的升高，当电网电压偏高时可能会影响电容器的使用寿命，具体分析如下：

根据公式：Un（串电抗器后的电容器电压）=Ue （系统电压）/1-K（电抗率）

当电抗率为6%时，电容器运行电压为1.0638Ue（系统电压）

当电抗率为1%时，电容器运行电压为1.0101Ue（系统电压）

但如果按电抗率1%选择，而系统中又存在较多谐波，由于电容器会对谐波呈现低阻抗性，谐波电流叠加在电容器的基波电流上，会使电容器电流有效值增大，温升增高，引起过热而降低电容器的使用寿命或使电容器损坏。甚至造成电网谐振的出现，对所连接的各种电气设备都产生严重的危害。

为确保电容设备和供电系统的安全，我厂联系了一家专业谐波测量公司对供电系统的谐波情况进行连续15天测量，并通过专用分析软件对系统电压及电流的谐波畸变情况进行了分析，结果表明三段10KV母线电压总谐波畸变率均低于规程限定值（4%）。

注：THDu――电压总谐波畸变率

谐波电流测试结果也均低于规程中的相应谐波次数的谐波电流值。

根据以上数据得出我厂供电系统谐波含量较低。电压总畸变率、电流谐波含量值等数据均大大低于国标强制规定。因此在选择电容补偿装置时无需考虑用串联电抗器来消除谐波，可以选择1%电抗率，只用来抑制电容器的合闸涌流。

2、电容器额定电压的选择

电容器对电压较为敏感，额定电压选低了可能会影响电容器的使用寿命，额定电压选高了电容器输出容量将又将会受到影响。因此在充分考虑电容器本身电压承受能力的情况下，要综合考虑接入电网的运行电压，还要考虑电容器回路串入电抗器时会使电容器端子上的电压升高等影响。根据供电系统运行对电压的统计情况看基本维持在10.1-10.4KV之间，而且串联电抗器的电抗率已选择为1%，因此电容器的额定电压可保持11KV不变。

3、电容器额定容量的选择

通过长期观察记录三段10KV母线在最大运行负荷下的有功功率、无功功率、视在功率及功率因数等选为参数选择依据，具体数据如下表：

由于电力公司计量点在220KV变电所110KV侧，因此需要将110/10KV变压器的无功损耗考虑在内，特别是变压器负荷率较高的情况下。根据变压器的无功损耗公式算得变压器的无功损耗。具体见下表：

变压器空载无功损耗：Q0=I0%*SN/100=0.121*63000/100=76KVAR

变压器额定无功损耗：QN=UK%*SN/100=10.27*63000/100=6470KVAR，再根据负荷率计算负载无功损耗

（110/10KV变压器主要参数为：SN =63000KVA，UK%=10.27%，I0%=0.121%）

根据以上量表计算结果，算得所选电容器额定容量如下表：

装配电容器折算系数：K1= （Uc/Ue） 2* （1- K）=（11/10）2*（1-0.01）=1.2

Uc：电容器的额定电压，根据上面分析取11KV

Ue：母线的额定电压，取10KV

K：串联电抗器电抗率，根据上面分析取1%

根据以上计算结果，并结合每只电容器的额定容量和实际运行负荷率等，一期变电所选择的电容器额定容量为4500KVAR（9台500KVAR），二期变电所选择了两套容量为6000KVAR（12只500KVAR）的电容器。

4、防止过补偿措施

由于每段母线中有两台大功率电机配电回路，当其中一台电机或两台电机同时因故障停运，而电容器仍在运行时，会造成该段母线过补偿，由于过补偿会产生抬高电网电压、增加损耗等危害，

因此增加了防止过补偿连锁。即在电容馈线柜前面板安装接线压板1个，然后将两台大功率电机断路器的常闭辅助触点并联后和压板串联接至电容馈线柜跳闸回路中。简图如下：

三、投运后效果及效益分析

三套新电容补偿装置投运后电力公司计量侧总功率因数达到了预期的0.95，通过专业谐波测试公司对三段母线的谐波情况进行了复测，结果发现电压总畸变率有了较大幅度的下降，系统电能质量得到了优化。通过此次技改可以取得电力公司功率因数奖励费用，又可以减少电力线路及变压器的有功损耗，取得两方面的经济效益。

1、电力公司功率因数奖励费用

该技改项目自2011年11月份完成后，在短短8个月内已经累计得到电力公司的功率因数奖励153万元，收回了设备改造成本，达到了预期经济效果。

2、减少供电系统有功损耗

⑴ 减少变压器有功损耗：功率因数提高后，降低了110/10KV变压器的视在功率负荷率，减少了变压器的有功损耗。根据变压器有功损耗计算公式P=PK *（S/SN）2 （P：变压器有功损耗， PK：变压器额定负荷下有功损耗，S：变压器运行视在功率，SN：变压器额定视在功率）计算两台变压器每月可减少有功损耗约1.3万千瓦时。

⑵ 减少部分电缆的有功损耗：功率因数提高后会减小流经电缆的电流，从而减少电缆的有功损耗。根据焦耳定律Q=I2*R*t（I：流经电缆电流，R：电缆电阻，t：运行时间）计算，220KV变电所至110KV变电所电缆每月可减少有功损耗约1.3万千瓦时，110KV变电所至10KV变电所电缆每月可减少有功损耗约8.3万千瓦时。

在不考虑配电柜部分的有功损耗减少量的情况下，每年可减少电能损耗约130万千万时，折合标准煤455吨（等价值折标），节能资金约80万元。

四、结束语

通过对我厂电容补偿装置主要参数的选择和提高功率因数后在节能及经济效益方面的分析，希望能给用电量较大的企业带来一定启发，充分结合自己企业的实际情况，提高企业的功率因数，减少电能损耗，为构建节能型社会贡献一份力量。

参考文献：

并联电容器装置设计规范 GB 50227-2008

电能质量 公用电网谐波 GB/T14549-93