提高功率因数发挥设备潜力

摘要：对于企业来说，功率因数的高低是关系到电能质量和电网安全、经济运行的一个重要问题，关系到输配电线路、设备的供电能力，也影响到其功率损耗，应予以我们充分重视。本文将讨论影响电力系统功率因数的几个重要因素，并提出了相应的解决措施，从理论上分析了提高功率因数对于节约电能，降低损耗，提高输配电设备的供电能力方面的数量关系。

关键词：功率因数 节能降损 补偿方法

中图分类号：TE08 文献标识码： A

一、前言

功率因数是交流电路的重要技术数据之一。功率因数的高低，对于电气设备的利用率和分析、研究电能消耗等问题都有十分重要的意义。功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标，用电设备在消耗有功功率的同时，还需大量的无功功率由电源送往负荷，功率因数反映的是用电设备在消耗一定的有功功率的同时所需的无功功率。通过合理配置无功功率补偿设备，以提高系统的功率因数，从而达到节约电能，降低损耗的目的

二、影响我厂功率因数的主要原因及对策：

1、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。

2、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。

3、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，我们还应该在维修中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。

4、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。

三、我厂对提高功率因数采取的措施

1、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。

2、并联移相电容提高功率因数

由于我公司实际生产运行过程中没有使用同步电动机，所以我们采用并联移相电容器的方式进行功率因数补偿。

（1）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。

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装置或用电设备的附近。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各装置变电所的低压母线上，这种补偿方式能补偿装置变电所低压母线前的装置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，装置变压器的存在，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，根据我厂的实际生产运行情况，我们厂在变电所中选择了低压成组补偿方式。

3、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

4、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。

5、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。

四、分析功率因数的关系

1、输配电线路的有功功率损耗与功率因数的关系

由于线路使用的导线存在着电阻，电流通过线路时，线路自身要产生有功功率损耗，其有功功率损耗又与电流平方成正比，线路在输送一定的有功功率时，线路的电流又与功率因数成正比。所以，线路在输送一定的有功功率时，线路自身产生的有功功率损耗与功率因数的平方成反比，提高功率因数就能降低线路的有功功率损耗。

2、变压器的有功功率损耗与功率因数的关系

（1）变压器的铜损耗与功率因数的关系

变压器在运行中，输出一定的有功功率时，其铜损耗与变压器所带负荷视在功率的平方成正比，而视在功率又与变压器的功率因数成反比，所以当变压器输出一定有功功率时，功率因数提高就能减少变压器的需用容量，从而提高变压器的供电能力。

五、结束语

本人在这里根据我们厂及化工企业生产的特点，从我们单位的实际应用出发，介绍了影响我厂功率因数的主要因素，并提出了相应的一些简单的解决办法，主要介绍的就是利用并联移相电容器提高功率因数的经验。并通过上面的分析可以看出，提高功率因数对于节约电能，降低损耗，提高变配电设备的供电能力是极其有利的。