用电系统功率因数现状调研报告

用电系统功率因数现状调研报告
摘要
我公司用电系统由于功率因数较低，自2008年4月份以来，每月额外多缴纳10-60万元不等的力率电费。

本次调研，旨在了解公司目前功率因数的现状及影响因素，为提高功率因数提出建议，以期提高用电效率，达到降本增效的目的。

1.调查策划
调研时间：2008年12月18日至1月4日；
调研目的：了解功率因数目前现状以及影响原因，提出改善功率因数的建议；
涉及部门：能源中心。

2.功率因数介绍
2.1功率因数
在交流电力系统中，需要电源供给两部分能量，一部分将用于作功而被消耗掉，这部分电能将转换为机械能、光能、热能或化学能，被称为“有功功率”。

另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有作功，由电能转换为磁能，再由磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部分能量被称为“无功功率”。

无功是相对于有功而言，没有这部分功率，就不能建立感应磁场，电动机、变压器等设备就不能运转。

在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值（即cosΦ=P/S）。

功率因数是电力系统一个重要的技术数据。

功率因数是衡量电气设备利用率高低的一个参数，目前就国内而言功率因数规定必须介于电感性的0.9～1之间。

2.2改善功率因数的好处
①通过改善功率因数，降低供电设备消耗的无功功率，从而提高供电能力，减少电能损耗。

②藉由良好的功率因数值的确保，可减少供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，改善电能的质量。

③可以增加电力系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。

如果系统的功率因数低，合理地使用无功补偿设备，对调整电网电压、提高供电质量、抑制谐波干扰、保证电网安全运行都有着十分重要的作用。

④提高功率因数将减少了用户的电费支出；当功率因数达到0.9以上
时还可获取电力奖金。

3.目前现状
目前公司10KV高压供电系统无功补偿方式主要采用的是电容器分布补偿，但由于大型非线性设备的不断投入，如：电弧炉、大型整流设备致使系统谐波不断的增加，导致各站电容器组不能正常使用，不能满足设备对无功功率的需求，只能从系统中吸取，造成整个供电系统功率因数低。

3.1力率电费
在电费结算中功率因数体现为力率电费，我们收集了2008年1月至12月的力率电费，详见表1：
表1：2008年1月-12月力率电费
注：正数为每月增加电费，负数为每月减少电费（从应交电费中冲减）。

3.2各系统补偿装置运行状况
表2：各系统补偿装置运行状况
3.3 谐波及处理方法
并联到线路上进行无功补偿的电容器对谐波会有放大作用，使得系统电压及电流的畸变更加严重。

另外，谐波电流叠加在电容器的基波电流上，会使电容器的电流有效值增加，造成温度升高，减少电容器的使用寿命。

谐波电流使变压器的铜损耗增加，引起局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热等。

谐波污染也会增加电缆等输电线路的损耗。

而且谐波污染对通讯质量有影响。

当电流谐波分量较高时，可能会引起继电保护的过电压保护、过电流保护的误动作。

因此，如果系统量测出谐波含量过高时，除了电容器端需要串联适宜的调谐（detuned）电抗外，并需针对负载特性专案研讨加装谐波改善装置。

目前在管材和棒材线路都加装谐波改善装置，其他系统也都串联了调谐电抗。

3.4功率因数计量
目前有两处计量功率因数的设备，分别是在市内一次变电所220KV处，另一计量点是在公司总降变10KV处，一次变功率因数每月抄表一次，总降变功率因数是每两小时抄表一次；结算电费时依据一次变功率因数。

表3：9月-12月系统功率因数
4.影响功率因数的方面
(1)电容器与电抗器阻抗不匹配，对谐波抑制不好，使得部分电容器无法投入使用；
(2)电容器质量差、散热不好；
(3)非线性负载使得电网质量不好；
(4)市内一次变到公司总降变大约15KM，线路传输过程中有一定损耗；
(5)整个系统的补偿不够。

5.实施建议
调查人员通过和相关人员的了解以及目前正在实施一些措施，总结出以下几方面处理方法：
(1)针对电容器与电抗器的不匹配，现场人员已经将电抗按照6%的电抗率进行匹配，目前基本实施完毕；
(2)对于质量不好的电容器，能源中心拟重新提报计划采购，到位后更换；
(3)在非线性负载电路加装滤波设备，抑制电容器因谐波而引起的过电流；
(4)尽快将未投入使用的补偿装置投入运行（目前公司二总降变正在建设中，设计中考虑了集中补偿，投入使用后可以实现集中补偿）。

报告人：梅会
审核人：崔宝良
审定人：卢长征
审批人：王亚平
单位：企划处
时间：二〇〇九年一月五日。