浅谈功率因数对供电企业的影响

浅谈功率因数对供电企业的影响

发表时间：2019-11-08T10:44:22.050Z 来源：《电力设备》2019年第13期作者：陈婷婷[导读] 摘要：供电企业在不断进步与发展过程中，用户功率因数的高低情况直接影响整个电网的损耗，与整个线路的电压损失、波动情况等也存在较大关系。 (国网江西省电力有限公司芦溪县供电分公司 337200) 摘要：供电企业在不断进步与发展过程中，用户功率因数的高低情况直接影响整个电网的损耗，与整个线路的电压损失、波动情况等也存在较大关系。可使安装在系统中的供电、用电设备得到更加充分的利用,进而达到降低供电企业线损,为企业创造更大经济效益的目的,针对电力系统运行中的功率因数问题,本文从影响低压配电网功率易因数的因素的入手,着重探讨了降低供电企业线损的方法,并就低压配电网功

率因数对供电企业线损的影响作了详细论述,得出结论以供同行参考借鉴。

关键词：低压配电网；功率因数；企业线损；影响；研究前言：用户功率因数对电力系统的发电设备、供电设备等都会产生影响，提高用户的功率因数，不仅能提高供电设备的生产能力，减少线路受到的损失，还能促进用电质量，设备运行效率的提升，实现良好的电能节约工作。对于国内当前的供电企业来说,如何提高其电网功率因数,尤其是提高其改造之后的低压配电网的功率因数,减少电网运行中电能的损耗,为用电客户提供更优质、更可靠的供电服务已成为企业思考的主要问题。

一、影响用户功率因数的主要因素

1.1电感性设备与电力变压器

消耗无功功率的主要设备为电感性设备与电力变压器，尤其是大量的电感性设备，其中的消耗设备为交流电焊机、感应电炉等。根据相关的调查与分析，在工矿企业中，将会消耗到全部的无功功率中，其中，异步电动机产生的无功消耗在60%以上。异步电动机空载期间产生的消耗也会在65%左右。针对该情况，需要对异步电动机的功率因数进行改变，防止电动机的空载运行现象，促进负载率的提升。一般情况下，电力变压器消耗的无功功率维持在左右，空载无功功率为满载的三分之一。所以说，要改善电力系统化与企业的功率因数，变压器不应该实现空载运行或者长期处于低负载运行。

1.2供电电压超出范围

当供电电压超出一定范围，也会影响到功率因数。在供电电压超出额定数值的10%，受磁路饱和的影响，无功功率将实现较快增长。根据相关资料的统计与分析，在供电电压的额定数值在110%时，无功将增加到35%。当供电电压低于额定电压数值时，降低无功功率，促进功率因数的提升。但是，随着供电电压数值的不断降低，将影响电气设备的正常运行。所以，需要利用相关措施进行分析，保证能够维护电力系统供电电压的稳定性。

1.3电网频率的波动与变压器的磁化无功功率

电网产生的频率以及波动对异步电动机、变压器的磁化无功功率也会产生一定影响。针对该要素，需要为其提出有效的解决对策，提高低压电力网的功率因数，保证低压网的无功更均衡，从而实现降低损耗与节能效果。

二、低压网无功补偿方法分析

一般来说，对于低压无功补偿而言，当前应用比较广泛的主要有三种方法，即随机补偿与随器补偿，另外还包括跟踪补偿。下面主要介绍不同补偿方式的适用范围，同时对于不同补偿方式分析其存在的优缺点。

2.1随机补偿

对于随机补偿方式而言，其就是在供电过程中使低压电容器组与电动机之前成为并联关系，在实际运行过程中，可以实现对装置及电机进行控制保护，从而能够使现同时投切得以有效实现。对于该补偿方式而言，比较适用于对电动机无功消耗进行补偿，其主要就是励磁无功补偿，该方式能够对农网无功峰荷进行较好限制。在实际应用过程中，随机补偿方式表现出十分明显的优势，具体而言其主要包括以下方面：首先，将无功补偿投入用电设备之后，在用电设备停止工作状态下，其补偿设备也能够退出，同时利用该方式能够不需频繁调补偿容量；其次，该补偿方式投资比较少，安装也相对比较容易，占位也相对较小；第三，该补偿方式具有十分灵活方面的配置，其日常维护也相对较简单，在实际应用过程中发生事故可能性比较小。

2.2随器补偿

对于随器补偿方式而言，其就是在配电电压器二次侧，选择低压电容器以低压保险方式进行连接，当配电变压器处于空载状态时，能够对其无功进行补偿。在配电变压器实际使用过程中，当其处于轻载状态或者处于空载时状态情况下，其无功负荷以励磁无功为主，对于配电変圧器在空载状态下出现无功而言，其在农网中为主要部分，若配变为轻负载，则对于该部分无功而而言，其在供电量中所占比例就会很大，这样一来，会在一定程度上导致电费单价有所增加，这样情况的出现对实现电费同网同价会产生十分不利影响。

具体而言，随器补偿在实际应用过程中主要表现出以下几个方面优点：首先，该补偿方式具有比较简单的接线，并且在维护管理方面也相对较方便，可有效补偿配变空载无功，还可在一定程度上有效限制农网无功基荷；其次，该方式能够使该部分无功的就地平衡得以实现，可明显提高配变利用率，降低无功网损，具有较高经济性。

2.3跟踪补偿

对于跟踪补偿方式而言，其在供电设备中所选择的控制保护装置为无功补偿投切装置，对于大用户0.4kV母线，可以通过低压电容器组补偿。对于该方式而言，其比较适用于100kV A之上专用配变用户，通过该方式可替代上述两种方式，其补偿效果比较理想。

三、人工补偿功率因数

在电器设备使用状况以及利用程度方面，功率因数属于十分重要的指标，具有很强代表性，同时在电网安全以及经济运行的保证方面也属于主要的一项指标。对于当前供电企业而言，工厂自身应当配备有关补偿装置，从而可通过人工方法使功率因数补偿得以实现。从当前情况来看，对于人工补偿方式，主要包括以下几种常见方式：

3.1静电电容器补偿

对于供电企业而言，若其由很多感性负载存在，这种情况下供电系统所吸取无功属于滞后功率，若对感性负载以一组电容器并联，此时电容所需无功功率属于引前功率，若能够通过电容C适当选择，使QC+QL=0，在这种情况下则不必吸取供电系统中无功功率，这是功率因数的值为1，可实现最理想状态达到最佳值。

(1)确定电容器补偿容量

对于移相电容器而言，在确定其补偿容量时可利用下式

（1）在上式中，PP表示最大有功计算负荷（kW）；α

表示月平均有功负荷系数；tgΦ1、tgΦ2表示补偿前以

及补偿后加权平均功率因数角正切值；表示补偿功率或比补偿功率（kV Ar/kW)。

对于已进行生产的一些工矿企业而言，其有功电能消耗量可由下式进行确定：

AP=PJS×Tmax.p（kW•H）（2）其中，AP表示有功电能消耗量；PJS表示有功计算负荷；Tmax.p表示最大有功计算负荷年利用小时数。通过对上述（1）（2）两式进行综合，可将所需的移相电容器的三相补偿容量求出。

（2）对于并联补偿移相电容器，应应当与以下电压及容量要求相满足：

Ue.c≥Ug.c，nQg.c≥QC，

式中：Ue.c表示电容器的额定电压（kV）；Ug.c表示电容器的工作电压（kV）；n表示并联的电容器总数；Qg.c表示电容器的工作容量（kVar）；QC表示电容器的补偿容量（kVar）。

3.2动态无功功率补偿

对于动态无功功率补偿而言，通常情况下该种方式在大型钢铁企业中应用比较广泛，这类企业用电容量比较大，在生产过程其负载变化比较大，并且具有重复冲击性。对于这种动态无功功率而言，其波动比较频繁，并且比较急剧，并且存在较大幅值，在补偿方面使用调相机或者固定电容器已经无法符合当前要求，从当前情况来看，对于动态无功功率补偿而言，当前比较新型的设备为静止无功补偿器。对于该设备而言，在实际应用中具有明显优势，具体而言主要包括具有十分稳定的系统电压，在电网实际运行过程中可有效改善其性能，并且其动态补偿反应比较快，另外该设备调节性能也比较优越。但是，该设备所存在的缺点也比较明显，主要就是投资大，另外由于设备体积较大，因而其占地面积比较大。

小结：综上所述,低压配电网运行中,电网功率因数越高,供电企业所面临的线损问题就越简单;反之,功率因数越低,线损问题就越复杂,线损率也就越高。从这一点来看,低压配电网功率因数对供电企业线损的影响是具有直接性的。本文主要探讨在供电企业中功率因数所产生的影响，分析提高功率因数的重要意义，即能够产生很好的经济效益以及社会效益。另外，文章还介绍了对功率因数产生影响一些主要因素通过介绍了在提高功率因数方面常用的一些方法，还对无功功率补偿容量确定方法以及人工补偿无功功率方式应用进行探讨。

参考文献：

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