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

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100kVA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

（kVAr/kW)。