王莉
（郑州市商业技师学院河南郑州450000）
中图分类号：U223文献标识码：A文章编号：41-1413（2011）07-0000-02
摘要：电力系统功率因数的高低对工厂企业有着重要的意义，设法提高供电系统中各相关部分的功率因数，可以充分利用变电及用电设备的容量，增加其输电能力，减少功率损耗和电能损耗，从而达到节约电能和提高电能质量的目的。
关键词：功率因数无功补偿电能质量
一、引言
在现今可用能源接近匮乏的情况下，除了开发新能源外，更好的利用现有资源是我们解决燃眉之急的唯一方法。而电能是人类广泛应用和无比依赖的，提高电能的利用率，具有具有深远意义。在工业电力系统中，超过65％的设备都是感性负载，功率因数普遍小于1；在工业生产中，电气设备和电力线路的电能损耗占整个工厂电能损耗的20％～30％。，我们必须设法改善并提高功率因数，以减少功率损耗、增加传输能力，达到充分利用设备容量、提高供电质量的目的。
二、影响功率因数的主要因素
（1）大量的感性设备对功率因数的影响。异步电动机和电力变压器是产生无功功率损耗的主要感性设备，异步电动机定子和转子之间的气隙是决定电动机需要较多无功功率的主要因素。
（2）供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响。当供电电压高于额定值的时，由于磁路饱和，无功功率增长很快；当低于额定值时，会影响电气设备的正常工作。
（3）变频器对功率因数的影响。变频器工作时会产生大量的高次谐波，不仅对用电设备的耐压构成威胁，同时还消耗大量的无功功率，造成功率因数的降低。
（4）供电线路产生的无功功率损耗，它是电流通过线路电抗所产生的。
三、提高功率因数的可行方法
1.提高自然因数的方法
（1）合理选用异步感应电动机的型号和容量，使其接近满载运行；合理更换轻负荷感应电动机或者轻负荷电动机的接线，防止“大马拉小车”；条件允许时，用同等容量的同步电动机代替异步电动机。
（2）避免变压器空载运行或长期处于低负载运行状态。
（3）合理安排和调整工艺流程，改善电气设备的运行情况，限制电焊机、机床电动机等设备的空载运转。
（4）使用无压运行的电磁开关。
2.人工补偿的方法
在实际生产过程中可以使用电路电容器或调相机等，一般多采用在感性负载上并联电容器的补偿方法。并联电容器的补偿方法又可分为：
（1）个别补偿。在负载周围安装电容器组，与负载同时运行或断开，补偿效果好，但对电容的利用率较低，适用于低压网络。
（2）分组补偿。将电容安装在线路前端，也就是安装在车间配电盘的母线上，优点：补偿效果好且对电容利用率高，而且也是一种相对折中的方法。
（3）集中补偿。将电容安装在一次或二次变电所输出线路的母线上，实际上是接在变电所的高低压母线上，电容器组大小的选择参考无功负荷。优点：能减少电网和用户变压器及供电线路的无功负荷。缺点：不能减少用户内部配电网络的无功负荷。
四、并联电容器补偿的具体方式
并联补偿的电力电容器在工厂供电系统中的装设位置,有高压集中补偿（方式1）、低压集中补偿（方式2）和单独就地补偿（方式3）三种方式,见图1。
图1配电系统无功补偿方式
就理论上而言，无功补偿最好的方式是在哪里产生、哪里补偿，整个系统将不会有无功电流的流动，但在实际供电系统中，这是不可能做到的。对于一般工厂，往往白天用电负荷大，负荷波动变化大，后半夜负荷小，为了避免后半夜过补偿，并满足所有负荷情况下都改善电压偏移，可采用低压自动无功补偿装置。
低压自动补偿电容器的原理如图2。电路中的功率因数自动补偿控制器按电力负荷的变化及功率因数的高低,以一定的时间间隔(10-15秒),自动控制各组电容器回路中接触器KM的投切,使电网的无功功率自动得到补偿,保持功率因数在0.95以上,又不致于过补偿。
图2低压自动补偿电容器原理电路
五、补偿容量与分布
2.补偿容量的合理分析
六、无功补偿的效益
由于越靠近线路末端，线路的电抗X越大，因此从上式可以看出，越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。
2.降低电能损耗
3.节约电费
供电部门对工业用户功率因数规定0.9为不奖不惩的界限，高于或低于0.9时相应减收或增收电费直至停止供电，当用户进行无功补偿将功率因数提高到0.9以后，每提高一个0.1%，供电部门按月电量0.15%奖励用户，低于0.9时，可根据电价手册查出应增收的功率因数调节电费。所以，工厂企业无功补偿提高功率因数的节能分为两部分：能耗节约和功率奖励。
功率奖励：用户的功率因数在0.9的基础上，将功率因数再提高后，可得到的功率奖励为：
案例：某厂年用电量约为2亿度，补偿前整个店里系统的功率印数为0.87，补偿后功率因数达到0.95，补偿效果非常明显。以线损为例，功率因数补偿后，每年可减低线损约为200万度，按每度电0.5元计算，每年可节约电费开支100万元，再加上电力系统功率因数奖60万元，每年共计节约电费支出160万元。
七、结论
对无功功率进行补偿的经济效果是有目共睹的，在实际生产过程中，可使企业减少运行费用，改善电能质量，提高企业的生产效率，因此对低功率因数企业，采用无功补偿是具有很重要经济意义的一项措施。
参考文献：
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