理论广角 ｌ■ Ｃｈｉｎａ ＳＣｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ 功率因数补偿的重要性 赵明辉 （黑龙江七台河七煤集团电力总公司 七台河１５４６００） ［摘要］本文探讨了提高功率因数的意义及补偿在感应电动机和变压器中应用的重要性。 ［关键词］功率因数；无功补偿，功率损耗 中图分类号：ＴＮ８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１４）２３—０３６４—０ｌ 一．提高功率因数的意义 （２）同容量下选择磁路体积小的电气设备。如高速开启式电动机，在同容量 下，体积小于低速封闭式和隔爆型电动机。 改善企业用电的功率因数（即无功功率补偿）是企业节约电能的重要课题， 因此应给予足够重视，并采取相应的技术措施以提高功率因数。由于企业采用 大量的感应电动机和变压器等用电设备，通过磁场，变压器才能改变电压并且 将能量送出去，电动机才能转动并带动机械负荷。全国供用电规则还规定了在 电网高峰负荷时，用户的功率因数应达到的标准：高压供电的工业用户和高压 供电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为０．９０以上｝其他ＩＯＯＫＶＡ （ＫＷ）及以上电力用户和大、中型电力排灌站，功率因数为０．８５以上，农业用电， 功率因数为０＿８０以上。凡功率因数不能达到上述规定的新用户，供电部门可拒 绝供电。因此对无功功率进行补偿，提高企业用电的功率因数具有重要的意义。 提高功率因数对企业和电力系统的好处如下： （１）提能够降低生产成本、减少投资、改善设备的利用率 １．１功率因数可以表示成下述形式 ＣＯＳ ＝Ｐ／Ｓ＝Ｐ／３ＵＩ 可见，在一定的电压和电流下，提高００ｓ ，其输出的有功功率越大１因此， 改善功率因数是充分发挥设备潜力、提高设备利用率的有效方法。 １．２可以减少线路压降、改善电压质量 电力网的电压损失可借下式求出线路电压降为： ＆Ｕ＝ＰＲ＋ＱＸ／Ｕ 这里，Ｐ是线路有功负荷，Ｑ是线路无功负荷・Ｒ与ｘ分别是线路电阻与电 抗－Ｕ是线路供电电压１如果采用容抗为Ｘｃ的电容来补偿，则电压损失为： ＆ｕ＝ＰＲ＋Ｑ（ｘ—ｘｃ）／ｕ 故采用补偿电容提高功率因数后，电压损失△Ｕ减小，改善了电压质量，无 功负荷越小，则线路电压降就越小 １．３能够提高电力网的传输能力、提高能源的利用率、降低电力成本、 增加经济效益 由于视在功率与有功功率成以下关系 Ｐ＝Ｓｃｏｓ击 Ｑ＝￥２－Ｐ２＝Ｓ×ｓｉｎ ：Ｓ×１－ｃｏｓ２ 所以，当在传送一定有功功率Ｐ的条件下，∞ｓ巾越高，所需视在功率越小 而当有功负荷一定时，若功率因数值越大，可知无功负荷就越小，充分发挥了 发、供电设备的生产能力，提高了经济效益。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，则在同样设备的条件 下，电力系统输出的有功功率可以增加。 （２）减少网络中的电压损失，提高供电质量 由于用户功率因数的提高，使网络中的电流减小，因此网络的电压损失减 少，网络未端用电设备的电压质量提高。 二．提＾功率因数的方法 功率因数等有功功率除以根号下有功功率的平方与无功功率的平方之和 当有功功率一定时，若减少无功功率便可以提高功率因数。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，同时还消耗漏磁无功功率。 （一）提高功率因数方法如下： （１）选气隙小、磁阻小的电气设备，如选电动机时，若没有调速和启动条件 限制，应尽量选择鼠笼型电动机。 ３６４ Ｉ科技博览 （３）根据负荷选用相匹配的变压器。电力变压器一次侧功率因数不但与负 荷的功率因数有关，而且与负荷率有关１若变压器满载运行，一次侧功率因数仅 比二次侧降低约３～５％，若变压器轻载运行，当负荷小于０．６时，一次侧功率因 数就显著下降，下降达１１～１８％，所以电力变压器的负荷率在０．６以上运行时才 较经济，一般应在５００／０～７０％比较合适，为了充分利用设备和提高功率因数，电 力变压器一般不宜作轻载运行。当电力变压器负荷率小于３０％时，应当更换成 容量较小的变压器。 （二）电气设备运行合理 （１）正确选用异步电动机的型号与容量。据有关资料介绍，我国中小型异步 电动机的用电负荷约占电网总负荷的８０％以上，几个主要电网中，电动机所耗 能占整个工业用电量的６０％～６８％左右，因此做好电动机的降损节能具有十分 重要的经济意义，正确选用异步电动机，使其额定容量与所带负载相配合，对于 改善功率因数是十分重要的。在选型方面，要注意选用节能型，淘汰高能耗的电 动机，并依据电机机械工作对启动力矩、启动次数、调速等方面的具体要求，选 用不同的型号。电动机的效率ｎ与功率因数ｃ０ｓ巾是反映电动机经济运行水平 的主要指标，都与负载率Ｄ有密切关系。ＧＢ／Ｔｌ２４９７—９０对三相异步电机三 个运行区域规定如下： 当负载率ｐ在７０％～１００％之间时，为经济运行区ｌ 当４０＊／，≤Ｂ≤７０￣／，时，为一般运行区ｌ 当ｐ＜４０％时，为非经济运行区 （２）合理调度安排生产工艺流程，限制电气设备空载运行。生产时间要躲开 高峰时间，降低高峰用电量。 （３）提高维护检修质量，保证电气的电磁特性符合标准。 （４）进行技术改造，降低总的无功消耗。 兰．人工补偿无功功率 企业为了使功率因数达到国家要求的规定值（０．９ｏ）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。 四、综上所述，提高功率因数必然对国家的能源利用、企业的经济效益起到 促进作用，是保证电力系统电能质量、电压质量、降低网络损耗以及安全运行所 不可缺少的条件。应根据不同情况采取相应措施来提高功率因数，降低无功损 耗，从而提高经济效益。 参考文献 ［１１俞秋升：谈谈工厂企业功率因数补偿的常用方法，电工技术，］２００３．８． ［２］石磊英：动态功率因数补偿装置的成功应用，科技信息，２０１ １．６． ［３】吴密、王成刚：功率因数补偿在工厂供电中的应用，科技创新导报， ２０１】．６．