浅谈供电系统的功率因素和经济运行

1、浅谈供电系统的 功率因数与经济运行 黔江卷烟厂始建于1975年，1983年被列入国家局计划内烟厂，从建厂至今，黔江卷烟厂走过了28年的历程，先后经过三次技术改造，现拥有固定资产11亿元，年创利税4亿多元，在册职工1200余人。三期技术改造后，拥有目前国内最先进的配电系统，但是由于多次技术改造，设备装机容量的不断增加，供电范围扩大，供电系统虽有目前国内最先进的配电系统，但也有建厂初期的配电设备，导致总的供电系统功率因数达不到要求，电能损耗较大。为了减少损耗，获得最佳经济效益的设备运行方式。本文拟就黔江卷烟厂如何进一步搞好设备的配套改造，加强设备管理，实现供电系统的经济运行，减少整个供电系统设备的

2、损耗，获得最佳经济效益的设备运行方式作一点不够成熟的思考。一、现状及主要问题1、基本情况：黔江卷烟厂现有的三个配电室：联合工房配电室、天龙配电室、旧厂区配电室，联合工房配电室是我国目前国内最先进的供配电系统：天龙配电室的设计是按标准要求设计的，是80年代最先进的配电设备：旧厂区配电室为一台1000KVA变压器的配电室，由于几经改造，虽然设备较为先进，但配置不尽合理，当时由于认为负荷不重，损耗不大，则没有配置补偿装置。2、负载范围：旧厂区配电室主要负责一台锅炉的供电、丝束车间的供电、天龙宾馆的供电、职工宿舍15个单元300户和20多个门面的供电，总装机容量为1200KW。设备运行高峰时，达到65

3、0KW。3、功率因数显示情况：功率因数表平时显示为0.764、主要负载：为感应电动机和照明负载，采取自动调压设备，保持供电电压恒定和保障家用电器的安全用电。二、功率因数对供电系统的影响分析 在供配电系统中，绝大部分用电都具有电感特性，它们都需要从供电系统吸收无功功率。当有功功率需要量保持恒定，无功功率需要量的增大将对供电系统产生以下影响：1、总电流增加：使供电系统中的变压器、断路器、导线等容量要求增大。系统内部的启动控制设备、测量仪器、仪表等规格要求增大，因而投资费用增加。2、铜损分析：在传送同样有功功率情况下，总电流增大，使设备及供电线路的铜损增加。在有功功率一定时，不同功率相应的铜损百分比

4、，见下表。3、电压损失：线路及变压器的电压损失增大，使调压频率增多。 各种功率因数下的铜损百分比Cos铜损百分比（%）Cos铜损百分比（%）1.01000.6 2820.91240.54050.81580.46050.72064、无功功率对电网的影响：无功功率对供电系统有极不良的影响，因此，配电系统内部有降低无功功率需要量的要求，以至提高功率数Cos。功率因数Cos是企业电气设备使用状况和利用程度的具有代表性的重要指标。5、电费征收情况：目前，供电部门征收电费时，功率因数的高低是一项重要的经济指标。我区供电部门规定功率因数0.9为不奖不罚的界限。当功率因数大于0.9时不予奖励。小于0.850.

5、9则要罚款，很低时供电部门甚至可以停止供电。那么，此配电室每年用电量150万KW/H所交的电费75万元中，就要被罚收功率因数不够3750元左右。三、提高功率因数确保经济运行（一）加强设备管理 提高功率因数 1、合理使用异步感应电动机可以用校验功率因数最低的馈电线路的方法找出负荷不足的感应电动机，用钳式电流表测量或利用测绘负荷曲线的办法确定适当容量。用小容量的电动机代替负荷不足的大容量电动机，一般可使功率因数提高2025%。、 限制感应电动机的空载运行由于空载无功功率在整个无功功率的需要量上所占比重很大，限制空载运行，是提高经济运行的必要措施，比如丝束车间的前纺和后纺的开机时间需要严格控制，前纺

6、预热需要24小时以上，才能正常下料，后纺要在前纺出料后才能开机，缩短启动间歇时间，将空载的电动机停下来，对减少有功及无功功率损耗，提高功率因数有很大意义。另外，使用交、直流电焊机自动断路装置，不但提高了功率因数，节约了电能，而且还保证了安全操作。（二）装设补偿装置 实行人工补偿1、装设并联电容器。并联电容器主要用于频率为50Hz的电网中提高功率因数，作为生产无功功率的电源。2、电容器的电容与无功容量。电容器有容纳电荷的本领，但不同电容器容纳电负荷的本领是不同的。当给电容器两极板间带电后，两板间产生电势差,我们把电容器的带电量跟电势差的比值叫电容器的电容。对于同一个电容器来讲，电容值是一个恒量。

7、即： C=Q/U （1）式中 C电容器的电容，单位为法拉（F） Q电容器所带电荷，单位为库仑（C） U电容器两级间的电势差，单位为伏特（V）因为法拉的单位太大，使用起来很不方便，实际使用中通常用较小的单位：微法（F）和皮法（pF）。它们间的换算关系为：1F=10F=1012pF当给电容器两端施以正弦交流电压时，它发出的无功功率称为无功容量。用如下公式表示：Q=U/Xc=2fCU （2）式中 Xc电容器的容抗（）， 即Xc=1/C=1/2fC f电源频率（Hz）； U电源电压（kV）； C电容器的电容（F）； Q电容器的无功（kvar例如：有一台电容器的型号为BW0.4121，电容为239F ，

8、在频率为50Hz的电网中使用时，它的实际无功容量为： Q=2fCU=2×3.14×50×239×10×（0.4×103） 12kvar按供电系统实用单位计算则可简化为：Q=0.314 CU=0.314×239×（0.4） 12（kvar） 3、搞好人工补偿 提高功率因数 （1）供配电部门要以人为本抓管理根据每月用电统计，掌握功率因数补偿情况，用以指导、检查、监督人工补偿，确保设备的经济运行。 （2）值班人员要提高认识，端正态度，增强以本职工作的责任心，勤检查、勤巡视，随时观察功率因数补偿保持在0.9以上，为企业的可

9、持续发展作出自己应有的贡献。 4、并联电容器容量和数量的选择。要使功率因数得到提高，须选择无功补偿的并联电容器容量： Q c=aPjsqc （3）式中 qc比补偿容量，每千瓦有功负荷需要人工补偿的无功容量； Pjs工厂的计算有功功率； a负荷系数（取0.70.80）。 在确定了并联电容器容量以后，根据产品目录就可选择并联电容器的型号规格，并确定并联电容器的数量 n=Qc / qc (4) 式中 qc单个电容量的额定容量（kvar）。由上式计算所得的数值，应取相近偏大的整数，如果是单相电容器，还应取为3的倍数，以便三相均衡分配。例：该配电室的负荷为1200kW，功率因数为0.76。如果需要将功率因数提高到0.9，问需要装设多大容量的并联电容量？如采用BWF10.5301W型电容器，需装设多少个？查并联电力电容器比补偿容器表qc=0.37因此，并联电容量计算应为（取a=0.75） Qc=aPjsqc =0.75×1200×0.37=333（kvar）如果采用BWF10.5301W型电容器，其数量为n=Qc/qc=333/30=11.1考虑三相均衡分配，所以决定装设12个，每相4个。这时并联电容器容量的实际值为： Qx=3