工厂无功功率因数的补偿修订版
钢铁企业的功率因数和无功补偿方式选择
钢铁企业的功率因数和无功补偿方式选择钢铁企业中有大量的感性负荷, 因此钢铁企业的自然功率因数比较低, 这样造成的影响有: 降低了系统发电机的输出有功功率、降低了变电和输电设施的供电能力、增加了供电网络的损耗、增加了输电线路的电压降。
鉴于功率因数的高低对发、供、用电设备的充分利用、节约电能和改善电压质量有着重要影响。
为了提高用电用户的功率因数并保持其均衡, 按原水利电力部、国家XX局,XX局（83）水电财字第215号文件中规定，“功率因数标准0.90, 试用于160 千伏安（千瓦）以上的高压供电工业用户（包括社队工业用户）、装有带负荷调整电压装置的高压供电电力用户3200千伏安及以上的电力排灌站…”,并且在以0.90为标准的功率因数调整电费表中, 对0.90 以上的功率因数减少电费, 对0.90 以下的功率因数增加电费。
由以上可看出, 提供功率因数不仅对电力系统, 对钢铁企业的经济运行有重大意义。
在考虑提高功率因数时, 应首先提高企业用电设备的自然功率因数, 当采取设施后还达不到电力部门的要求时, 才考虑人工补偿。
一、提高钢铁企业自然功率因数的措施钢铁企业无功功率消耗, 一般感应电机占70%,变压器占20%, 线路占10%。
因此提供钢铁企业的功率因数, 应从降低感应电机无功损耗和降低变压器无功损耗着手:（一）降低感应电机的无功损耗1. 提供电机的负载率, 使其接近满载运行。
根据感应电机的性能和特性,感应电机的功率因数、效率与负荷率的关系,见图1。
由图 1 可以看出, 感应电机的最高效率, 一般在3/4 负载至满载期间出现, 而功率因数则在满负荷时最高,因此使用适当容量的电机,使其接近满载运行, 不但能节约用电, 而且可以提高功率因数,降低无功损耗。
在钢铁企业中, 选择电机容量时,一般是按电机最大出力的情况下, 考虑了一定的余度,又将电机额定容量靠上一级的标准容量, 因此在实际运行时电机很少运行在满载情况, 甚至经常运行在50%负载率或更低的情况。
最新无功补偿计算公式
1、无功补偿需求量计算公式：补偿前：有功功率：P1= S1*COS1ϕ有功功率：Q1= S1*SIN1ϕ补偿后：有功功率不变，功率因数提升至COS2ϕ，则补偿后视在功率为：S2= P1/COS2ϕ= S1*COS1ϕ/COS2ϕ补偿后的无功功率为：Q2= S2*SIN2ϕ= S1*COS1ϕ*SIN2ϕ/COS2ϕ补偿前后的无功差值即为补偿容量，则需求的补偿容量为：Q=Q1- Q2= S1*( SIN1ϕ-COS1ϕ*SIN2ϕ/COS2ϕ)= S1*COS1ϕ*(1112-ϕCOS—1122-ϕCOS)其中：S1-----补偿前视在功率；P1-----补偿前有功功率Q1-----补偿前无功功率；COS1ϕ-----补偿前功率因数S 2-----补偿后视在功率；P2-----补偿后有功功率Q2-----补偿后无功功率；COS2ϕ-----补偿后功率因数2、据此公式计算，如果需要将功率因数提升至0.9，在30%无功补偿情况下，起始功率因数为：Q=S*COS 1ϕ*(1112-ϕCOS —1122-ϕCOS ) 其中Q=S*30%，则：0.3= COS 1ϕ* (1112-ϕCOS —19.012-) COS 1ϕ=0.749即：当起始功率因数为0.749时，在补偿量为30%的情况下，可以将功率因数正好提升至0.9。
3、据此公式计算，如果需要将功率因数提升至0.9，在40%无功补偿情况下，起始功率因数为：Q=S*COS 1ϕ*(1112-ϕCOS —1122-ϕCOS ) 其中Q=S*40%，则：0.4= COS 1ϕ* (1112-ϕCOS —19.012-) COS 1ϕ=0.683即：当起始功率因数为0.683时，在补偿量为40%的情况下，可以将功率因数正好提升至0.9。
8.3摩擦力一、选择题1．（2013年丽水中考题）如图1是“研究滑动摩擦力与压力关系”的实验。
在甲、乙两次实验中，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使木块在水平木板上做匀速直线运动。
电力系统中的无功补偿与功率因数校正技术
电力系统中的无功补偿与功率因数校正技术电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施，为各行各业提供了稳定、可靠的电能供应。
然而，在电力系统的运行过程中，我们经常会遇到一些问题，比如无功功率的产生和功率因数的失调。
这些问题既会对电力系统的运行产生不利影响，也会浪费大量的电能资源。
因此，在电力系统中，无功补偿与功率因数校正技术显得尤为重要。
一、无功补偿技术无功电流是一种与电压相位差90度的电流。
在电力系统中，无功功率的产生主要是由于电感性负载所引起的。
电感性负载包括电动机、变压器、电感性炉等。
这些负载对于电力系统的正常运行必不可少，但同时也会产生无功功率。
无功补偿技术可以通过各种方式来减少或消除无功功率的产生。
其中，最常见的无功补偿技术包括串联无功补偿和并联无功补偿。
串联无功补偿主要通过改变负载的电感性来减少无功功率的产生。
这可以通过在负载端串联一个电容器来实现。
电容器具有负电感性，可以与负载的电感性相抵消，从而减少或消除无功功率的产生。
并联无功补偿则是通过在电源端并联一个电容器或电抗器来实现。
这样可以改变电源的电流相位，使其与负载的电流相位基本一致，从而减少或消除无功功率的产生。
二、功率因数校正技术功率因数是衡量电力质量好坏的一个重要指标。
功率因数越高，说明电力系统对于电能的利用效率越高。
反之，功率因数越低，说明电力系统对于电能资源的浪费越严重。
功率因数的失调主要是由于负载的无功功率所引起的。
因此，通过减少或消除无功功率的产生，可以有效地提高功率因数。
功率因数校正技术主要包括有源功率因数校正和无源功率因数校正。
有源功率因数校正使用特殊的电力电子装置，如可控硅器件和功率电子变换器等，在电力系统中引入主动的有源功率因数校正装置。
这种装置可以通过实时监测负载的功率因数情况，并根据设定的目标来调节负载的无功功率，从而实现功率因数的校正。
无源功率因数校正则是利用电容器或电抗器对电力系统进行补偿，从而提高功率因数。
功率因数无功补偿计算
功率因数无功补偿计算功率因数无功补偿是电力系统中的重要内容，通过调整无功功率的变化来改善系统的功率因数，提高系统的电能利用率。
以下是功率因数无功补偿计算的一些相关参考内容。
1. 定义和原理功率因数是指电路中的有功功率和视在功率之间的比值，其范围在0到1之间。
当功率因数为1时，说明电路中只有有功功率，无无功功率，此时电能的利用率最高。
但实际中，许多负载如电感、电容设备会由于自身特性造成无功功率的产生，降低了系统的功率因数。
为了提高功率因数，需要对电路进行无功补偿。
无功补偿的原理是通过在电路中加入适当的电容器或电感器，使得其产生的无功功率与负载产生的无功功率相互抵消，从而达到提高功率因数的目的。
2. 无功补偿的计算方法(1) 电容补偿电容补偿主要用于消除负载电感所产生的无功功率。
计算电容补偿的容量首先需要通过负载的无功功率来确定。
一般情况下，负载无功功率可以通过电流、电压和功率因数来计算。
例如，对于单相负载，可以使用以下公式进行计算：无功功率 = 电流 ×电压 ×无功功率因数其中，电流和电压可以通过测量获得，无功功率因数一般根据负载的类型进行选择，如感性负载可选择-0.9，容性负载可选择0.9。
计算得到无功功率后，可以通过以下公式计算所需电容的容量：C = 无功功率/ (2πf × 电压^2)其中，C为所需电容的容量，f为电源频率。
(2) 电感补偿电感补偿主要用于消除负载电容所产生的无功功率。
计算电感补偿的大小时，同样需要根据负载的无功功率来确定。
对于单相负载，可以使用以下公式进行计算：无功功率 = 电流 ×电压 ×无功功率因数其中，电流和电压可以通过测量获得，无功功率因数一般根据负载的类型进行选择，如感性负载可选择0.9，容性负载可选择-0.9。
计算得到无功功率后，可以通过以下公式计算所需电感的大小：L = 无功功率/ (2πf × 电压^2)其中，L为所需电感的大小，f为电源频率。
功率因数低的影响及补偿方式
配网功率因数偏低的不良影响与常见补偿形式前言在现代用电企业中，有数量众多、容量大小不等的感性设备连接于电力系统中，以致电网传输功率除有功功率外，还需提供大量的无功功率。
系统中各种无功功率输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则会产生一系列的影响,对系统和用户设备的安全运行及使用寿命造成很大危害.功率因数是无功功率与视在功率的比值，当无功功率不足时,直接导致功率因数偏低.1功率因数偏低所带来的不良影响如果企业自然平均功率因数在0。
70～0.85之间，企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60％～90%，当功率因数从0.70～0.85提高到0。
95时，有功损耗将降低20％～45％，则无功消耗只占有功消耗的30%左右。
功率因数的偏低不仅是系统中的无功功率消耗过大，还会产生其他的危害：1．网络的损耗大补偿前后线路传送的视在功率不变,较低的功率因数增加了变压器及有关电气设备网络内部的电能损耗，直接增加用电费用的支出.2．网络输送容量低在变压器容量一定的情况下，如果功率因数低，则系统传送的有功功率也低，从而无法使设备的效率得到充分的利用，直接为企业创造经济效益.3．用户侧电压偏移当功率因数偏低时，设备的电压变化大，无功损耗也大，设备老化加速，容易造成设备使用寿命缩短，影响设备运行,使安全问题增加和设备的原有设计寿命大打折扣。
由于设备维护及因设备故障而造成停产会给企业造成严重的经济损。
4．加收力率电费（罚款）我国供用电规则规定，工业用户和装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数应达到0.9以上；凡是功率因数达不到上述规定的用户，电业部门对其加收一部分电费——力率电费（罚款).具体按照《功率因数调整电费办法》执行。
2 提高功率因数意义在实际工作中，提高功率因数意味着：1) 提高用电质量，减少电力线路的电压损失，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，这就有利于安全生产。
2）可节约电能，降低生产成本,减少企业的电费开支。
停产后无功功率高的解决方案
停产大修时功率补偿方案每年一次的大修,是确保我厂今后安全生产、经济效益的基础,是全年工作的重中之重。
在这个月里，各个分厂如制氧、捕金、脱硫、渣选大检修工作正在如火如荼的展开，各分厂的大型电气设备业也进入检修期。
与此同时电费却在悄然升高，由于厂房大功率设备不运行时,无功功率补偿器就会停止工作，功率因数就会降低。
我厂是执行0.90功率因数标准值者，根据水利电力部、国家物价局联合发布关于颁发《功率因数调整电费办法》的通知，在功率因数低于0.9后，每低0.01电费就增加0.5%，如果低于0.7，每低0.01电费增加1%（详见表一）。
可以看出功率因数越低付出的电费越多，举例说明，如果本月实际电费是500万，功率因数是0。
7，那么需交10%的罚款，就是多付50万费用。
一、无功功率补偿的原理及作用无功功率补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。
这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿。
无功补偿的主要作用有以下几点：（1）补偿无功功率，提高功率因数。
系统中大部分为感性负载，为使其正常运行，必须供应它们建立磁场所需的能量，这就出现了电源与负载之间的能量交换，表现为电源要向负载供应无功功率，如对感性负载并联容性设备，让它们之间就地进行一部分能量交换，便能减少电源与负载之间的能量交换，即减少电源供应的无功功率，从而提高了功率因数。
（2）提高设备出力由于有功功率P=Scos φ，当设备的视在功率S 一定时，如果功率因数cos φ提高，上式中的P 也随之增大，电气设备的有功出力也就提高了。
（3）降低功率损耗和电能损失在三相交流电路中，功率损耗ΔP 的计算公式如下：222)(cos 3ϕU R P p =∆由上式可见，当功率因数提高后，将使功率损失大大下降，因而降低了线路和变压器的电能损失。
工厂无功补偿方法
电容器直接补偿的危害及防范措施
❖ 随着电力电子技术的飞跃发展大量的使用以晶闸管 为主要开关器件的整流及变频设备这些设备都是产 生大量谐波的发源地无功功率补偿装置电容器直接 补偿投入后供电设备中的电器件包括变压器、电抗 器、电容器、自动开关、接触器、继电器经常损坏 这就是谐波电流被电容器直接补偿引起的谐波放大 后而造成的
❖ 二．分散补偿：装设在功率因数较低的车间 或村镇终端变、配电所的高压或低压母线上 这种方式与集中补偿有相同的优点但无功容 量较小效果较明显
八、无功补偿方式
❖ 三．就地补偿：装设在异步电动机或电感性用电设 备附近就地进行补偿这种方式既能提高用电设备供 电回路的功率因数又能改变用电设备的电压质量
❖ 配置参考：对于小容量负载按照负载总功率的二五 %~四0%配置智能电容器容量
六、什么是无功补偿
❖ 电网中的电力负荷如电动机、变压器等大部 分属于感性负荷在运行过程中需向这些设备 提供相应的无功功率在电网中安装并联电容 器等无功补偿设备以后可以提供感性负载所 消耗的ห้องสมุดไป่ตู้功功率减少了电网电源向感性负荷 提供、由线路输送的无功功率由于减少了无 功功率在电网中的流动因此可以降低线路和 变压器因输送无功功率造成的电能损耗这就 是无功补偿
如电容器、电缆输配电线路等 ❖ 基波无功：与电源频率相等的无功五0HZ ❖ 谐波无功：与电源频率不相等的无功
四、什么是功率因数
五、功率因数低的危害
❖ 功率因数低无功分量占得比例大对用电也产生一定 的不良影响主要表现在：
❖ 一降低发电机有功功率的输出 ❖ 二视在功率一定时增加无功功率就要降低输、变电
设备的供电能力 ❖ 三电网内无功功率的流动会造成线路电压损失增大
和电能损耗的增加 ❖ 四系统缺乏无功功率时就会造成低功率因数运行和
工厂无功功率因数的补偿
二、现状在二十五家企业中，抽查了他们的变压器和总共119条输配电线路运行情况，绝大多数企业能将自己变电系统中的功率因数补偿到以上的规定指标，以免被罚款。
这就是说在功率因数的补偿工作中，他们的集中补偿做的不错，但仍有部分企业的分组补偿和就地补偿做的就差些了，或根本就没做，补偿好的单位，其主变压器的二次端至各车间的输配电线路的功率因数基本上在以上，而补偿差些的单位其输配电线路大部分功率因数在以下，如温州某皮革有限公司（以下简称A公司）抽查七条输配电线路，有五条在以下的，而温州某钢业有限公司（以下简称B公司）的一条输配电线路的功率因数只有。
综合这些单位被抽查的输配电线路的功率因数，在以上的约占52%，在～之间的约占27%，在以下的约占21%。
可见分组补偿和就地补偿做得远远不够，这主要是企业对功率因数认识不足引起的，如B公司企业规模较大，企业内有二级变压从35KV变10KV，到车间再变至380V，有企业变电站，中心控制室，全电脑控制显示，其设施和环境可谓一流，但检查发现其补偿就有问题，将无功补偿全补在了35KV 高压端，这造成了企业内的一台SZ9-20000/35主变的运行功率因数只有，而另一台SZ9-10000/35主变的运行功率因数为，其各车间的十几台变压器的运行功率因数大多数在～之间，最低为，其分组补偿和就地补偿基本上没做，可想而知其变压器的容量及输配电线路被无功功率占了相当大容量，而且其损耗也相应增加。
然而这变电站内所有人员都这样认为，其补偿是补前（指输入的电网线路）补后（指企业内的变压器）补线路（指企业内的输配电线路），事实上这几个功率因数的数据足以说明，其主变和车间变及线路都没能得到补偿。
可以这么说，对功率因数的补偿，还存在认识上的误区，除了上述这种认识外，还有一些企业管理者认为功率因数低，对电能的损耗影响不大，故没引起足够的重视。
三、这主要是个认识问题为什么这样说是认识问题，B公司的那些人足可说明一切，还是一个典型的集中补偿例子。
对工厂供电系统中的功率因数及无功补偿的研究
对工厂供 电系统 中的功率因数及无功补偿份动力厂生产技术科 ，
【 摘 要】 通 过统计调查发现 ，我 国电能的百分之七十都在 工
业生产 中损耗掉 ，又有百分之六十五 以上 的工业供电 系统采 用的是 感性的 负载设备 ，这种设备将 电能 消耗在功 率消耗 、 电动 电气设备 及 电力 线路 中，并且能够 占到工业 电能 总消耗 的百分之二十至 百分 之三十 。从上述就 可以看 出，节能 降耗是我 国各 大工业企业 面临的 重大课题 ， 提 高工厂中供 电系统功率因数具有 十分重大的现 实意义。 本文针 对 工厂供 电 系统 中的 功率 因数及无 功补偿 展 开 了 研 究和探
讨。
【 关键词 】 工厂供 电系统；功率因数 ；无功补 ；研 究
功率因数在工业领域 是一个 物理量 ，是一个用来反 应在工业生 产 中对 电源功率的使用情 况的。由于各个工厂 的供 电系统具有 自身 的电能损耗特点 ，所 以功率 因数 的高低 取决于工厂的供 电系 统所利 用 的发 电设备、变 电设备 、供 电设备以及用 电设备等等 。将 工厂供 电系统 的功率因数提高 ，不仅仅可 以使 因输 电线路产生 的电能损耗 大大减 少，还可 以使工厂 电压 的使 用质 量得到有效地保证 ，从而使 得工厂供 电系统的有效工作率 明显提高，也就可 以达到节 能降耗以 及保护环 境的 目标。 １ 功率 因数需提高的必要性 工业 部门消耗 了我 国电能的百分之七十，其 中用于 工业 生产 中 的电气 设备以及 电力线路 中的电能损耗又 占到了 ２ ０ ％ ￣ Ｊ ３ ０ ％ 的工业 总消耗 。所 以说，节能减耗对这些 工业 企业部门来说 ，是相 当重要 的， 其 中一个 能有效实现节能的方法就是采取措施来提高功率 因数 。 功率 因数 等于用 电设备产生 的有功 功率 与视 在功率的 比值 。在 特定 供 电系 统中，如果将 输送 的有功功 率保 持不变 ，增大无功功率 ，通 过功率 因数的定义，我们可知此 时的功 率因数降低，那么会产 生哪 些状况呢 ？分析 如下： 这样会使 输电线路 中的传输 电流增 大 ，从而使线路上 的有 功功 率损耗和 电能损 耗增加：还会导致 系统 的总电流增大 ，从而增大 了 供 电系统 中电气 元件 诸如 电器设备 、导线等 的容量，使得用于工厂 内部 的启动控 制设备 以及测量 的仪表 的规格尺 寸变大 ，结果就 是加 大 了投 资费用 ；根据 欧姆定律 ，电流变大 ，电阻不变的情况下 ，线 路 的电压就 会增 大，相应的损耗也就会增 大，这样就会使负载两端 的电压 降低 ，当低至一定程度 ，即允许 的偏移值 的时候 ，就会使异 步 电动机和其他 的用 电设备的运行受到影 响，甚 至无 法正常运行 ； 还有就是系统 中的一些 电气 设备的容量无法被充分利用 。 基于这些 状况，将 电网 中各个相关部 位的功率因数提高是非常 必要 的。设法提 高功率因数 ，就可 以使变 电、用 电设备 的容量得到 充分的利用 ，使 它们 的输 电能力提高 ，进而使 功率损耗和 电能损耗 减少，从而提高供 电的质量 ，达到节 能降耗的 目的 ２影 响功率因数的主要 因素 功率 因数 的产生是有原 因的 ，其主要 原因就是在供 电系统工作 中，交流用 电设备产 生的功率 中有一部分为有 功功率 ，一部分为无 功功率 ，正是这 部分 无功功率的存在有 了两者 的比值 ，才产生 了功 率因数 。所 以，要想 提高功率因数 ，必须设法减 小用电设备的无功 功率损耗 。 （ １ ） 感性设备影响 功率 因数 。 在 工厂的供电系统中，能够产生 无功功率 的常见 感性设备是异步 电动机 以及 电力 变压 器 。异步 电动 机是 由两部分组 成，即定子和转子 ，两者之 间存在 一定的气隙 ，这 个气隙就 决定了电动 机将会产生 比较多 的无功功 率。根据统计 ，异 步 电动机无功功 率的消耗 占整个工厂全部无功功 率消 耗的百分之六 十至百分之七十 。 变压器进行 的变压过程是依靠 电磁 感应来 完成的 ， 进行能量转换的磁场是通 过无功功率建立和维持 的，变 压器所消耗 的无功 功率在一般情况 下，大约等于百分之十到 百分之 十五的额定
无功补偿标准
无功补偿标准无功补偿是指在电力系统中，通过无功功率补偿装置，对电网中的无功功率进行补偿，以提高电网的功率因数，改善电网的稳定性和可靠性。
在电力系统中，无功功率是指电力系统中的感性负载和容性负载所消耗的功率，它不做功，但是需要由电源供给。
因此，对于电力系统中的无功功率，需要进行补偿，以提高电网的效率和稳定性。
无功补偿标准是指对于无功功率补偿装置的技术要求和规范，以确保其在电力系统中的良好运行和有效补偿无功功率的能力。
无功补偿标准通常包括无功功率补偿装置的额定容量、额定电压、无功功率补偿能力、响应时间、稳定性、可靠性等方面的要求。
下面将对无功补偿标准的几个方面进行详细介绍。
首先，无功补偿标准中的额定容量是指无功功率补偿装置能够承受的最大无功功率补偿能力。
这一指标是衡量无功功率补偿装置性能的重要参数，它需要根据电力系统中的实际负载情况和无功功率需求来确定。
合理的额定容量能够确保无功功率补偿装置在运行过程中不会因为超负荷而损坏，同时也能够满足电力系统中的无功功率补偿需求。
其次，无功补偿标准中的额定电压是指无功功率补偿装置能够适应的电力系统电压等级。
在电力系统中，不同的电压等级对应着不同的负载类型和负载容量，因此无功功率补偿装置需要能够适应不同的电压等级，以满足不同电力系统的无功功率补偿需求。
无功补偿标准还包括无功功率补偿能力的要求。
无功功率补偿能力是指无功功率补偿装置对电力系统中的无功功率进行补偿的能力，它需要根据电力系统中的无功功率需求和补偿目标来确定。
无功功率补偿能力的大小直接影响着无功功率补偿效果的好坏，因此需要在无功补偿标准中进行严格规定。
此外，无功补偿标准中还需要对无功功率补偿装置的响应时间、稳定性和可靠性进行规定。
响应时间是指无功功率补偿装置从接到补偿指令到开始进行补偿操作所需要的时间，它需要尽可能短，以满足电力系统中对无功功率快速补偿的需求。
稳定性和可靠性则是指无功功率补偿装置在长时间运行过程中的稳定性和故障率，它们直接关系着无功功率补偿装置的运行效果和电力系统的稳定性，因此需要在无功补偿标准中进行详细规定。
某工厂10kv车间变电所电气部分设计
某工厂10kV车间变电所电气部分设计摘要本设计的题目为“某工厂10kV车间变电所电气部分设计"。
设计的主要内容包括:10/0。
4kV变电所主变压器选择；变电所电气主接线设计；短路电流计算；负荷计算;无功功率补偿；电气设备选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器）；配电装置设计；继电保护规划设计;防雷保护设计等。
其中还对变电所的主接线通过CAD制图直观的展现出来。
本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料,设计出符合当前要求的变电所。
本变电所对低压侧负荷的统计计算采用需要系数法;为减少无功损耗，提高电能的利用率,本设计进行了无功功率补偿设计，使功率因数从0.74提高到0.96；短路电流的计算包括短路点的选择及其具体数值计算;而电气设备选择采用了按额定电流选择,按短路电流计算的结果进行校验的方法；继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设计计算;配电装置采用成套配电装置；本变电所采用避雷针防直击雷保护。
关键词:短路电流计算，继电保护，接地装置，变压器目录前言 (III)第1章任务说明 (IV)1。
1 设计要求 (IV)1.2 负荷情况 (IV)第2章机加工车间的负荷计算 (V)2。
1 负荷计算 (V)2.2 无功功率补偿 .................................................................................................................... V II 第3章工厂变电所的设备选择及主接线设计.. (IX)3.1 变电所主结线的选择............................................................................... 错误!未定义书签。
3。
1.1 变电所主接线的选择原则........................................................ 错误!未定义书签。
关于工厂供电系统中的功率因数及无功补偿的探讨
关于工厂供电系统中的功率因数及பைடு நூலகம்功补偿的探讨
陕西重型汽车有限公司 陕西 西安 710200 赵 阳
摘要：由于我国百分之七十的电能都损耗于工业生产当中，而在工业供电系统中有百分之六十五以上都采用的是感性的负载设备，其在功率损 耗与电动电气设备、电力线路中的电能损耗也占到了工业电能总损耗的百分之二十到百分之三十，因此，我国各大工业企业面临着节能降耗的重大课 题，提高工厂供电系统中的功率因数具有非常重要的现实意义。本文就针对工厂供电系统中的功率因数及无功补偿展开分析与讨论。 关键词：工厂供电系统；功率因数；无功补偿
靠。 第三，工厂供电系统中变频器产生的 谐波影响 在工厂供电系统中的变频器工作过程 中，会产生大量的高次谐波，其不仅会对发 电设备、变电设备、供电设备与用电设备等 电气设备的耐压性造成严重的威胁，而且也 会造成大量无功功率的损耗，导致供电系统 中功率因数的急速下降，严重者，甚至会导 致整个工厂供电系统中周遭的电气设备无法 正常使用。 第四，工厂供电系统中供电线路自身 的损耗 在工厂的供电系统中，其供电线路 本身也会产生一部分的无功功率损耗，这 主要是由电流通过供电线路电抗时所造成 的，其消耗量一般较小。 三、提高工厂供电系统中功率因数的 措施 当前，在提高工厂供电系统中功率因 数的主要措施有两种类型：第一是提高工 厂供电系统中的自然功率因数；第二是采 用无功补偿来提高工厂供电系统的功率因 数。当采用第一种提高自然功率因数方法 之后仍然无法达到所需的工厂供电系统功 率因数，我们往往就会采用第二种无功补 偿的方法来提高。 第一，提高工厂供电系统中的自然功 率因数 首先，我们可以结合自身工厂供电 系统中的实际情况，对异步电动机等感应 负载设备的型号与容量进行科学合理的选 用，最大可能地保证其能够接近满载运 行；另外，也要对轻负载感应电动机和轻 负载电动机的接线进行合理有效的更换， 防止出现大马拉小车的现象，充分发挥其 应有的功能；如果工厂的供电系统条件情 况允许，我们还可以采用相同容量的同步 电动机来代替这些异步电动机，以更好地 提高工厂供电系统中的供电质量。其次， 我们要对工厂供电系统的整体工艺流程重 新作出合理的调整与安排，最大限度地改 善工厂供电系统中电气设备的实际运行状 况，对电焊机与机床电动机等相关设备的 空载运行进行合理限制，避免电力变压器 等的空载运转或者长期处于一种低负荷的 运转状态；此外，我们还可以将开关设置
国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则2008年修编稿及修编说明
ICS 29.240Q/GDW电力系统无功补偿配置技术原则(Technical Regulation for Configuring Reactive PowerCompensation Equipment of Power System)2008--××发布2008--××实施中华人民共和国国家电网公司发布目次前言 (I)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 无功补偿配置的基本原则 (1)5 330kV及以上电压等级变电站的无功补偿 (2)6 220kV变电站的无功补偿 (2)7 35～110kV变电站的无功补偿 (3)8 10kV及其它电压等级配电网的无功补偿 (3)9 风电场的无功补偿 (3)10 电力用户的无功补偿 (4)前言本标准是在《国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则》（国家电网生[2004]435号）的基础上进行修改和补充而成的，用于规范与指导电网规划、设计、基建、运行以及营销管理过程中无功补偿装置的合理配置，以提高电网稳定运行水平和经济运行水平。
本标准由国家电网公司生产技术部提出并负责解释。
本标准由国家电网公司科技部归口。
本标准主要起草单位：陕西省电力公司。
本标准参加起草单位：华北电网有限公司、河北省电力公司、上海市电力公司、浙江省电力公司、湖南省电力公司、江西省电力公司、辽宁省电力有限公司、华北电力科学研究院有限责任公司、中国电科院。
本标准主要起草人：苗竹梅、刘伟、薛军、周军义、窦晓军、彭青宁、张小庆、孔湧、牛晓民、刘连睿、张章奎、李群炬、马世英、苗俊杰、曹基华、王敏、陈栋新、郭泉辉、杨明刚、李胜川、倪学锋。
本标准由国家电网公司批准。
国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则1范围本技术原则适用于国家电网公司所属的各级电网企业、并网运行的发电企业、电力用户以及各级电力设计单位。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
工厂供电课程设计2(8-15)
二、无功功率补偿由表1可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有0.75。
而供电部门要求该厂10kV进线侧最大负荷功率因数不应低于0.90。
考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量。
Q C=P30(tanΦ1-tanΦ2)= 677.4[tan(arccos0.74)- (tanarccos0.92)]kvar=308kvar参照图2（PGJ1型低压自动补偿屏），并联电容器为BW-0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）3台相组合，总共容量为：（1+3）Χ6Χ14=336kvar。
因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如附表3所示：图2 PGJ1型低压无功功率的结线方案自动补偿屏附表3 无功补偿后工厂的计算负荷第二节 变电所位置和型式的选择一、 变配电所所址选择的一般原则选择工厂变、配电所的所址，应根据下列要求经技术、经济比较后确定： 1） 接近负荷中心。
2） 进出线方便。
3） 接近电源侧。
4） 设备运输方便。
5） 不应设在有剧烈振动或高温的场所。
6） 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧。
7） 不应设在厕所、浴室或其它经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。
8） 不应设在有爆炸危险的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。
9） 不应设地势低洼和可能积水的场所。
10）高压配电所应将两与邻近车间变电所活有大量高压用电设备的厂房合建在一起。
二、利用负荷功率矩法确定负荷中心在工厂平面图的下边和左侧，任作一直角坐标的x 轴和y 轴，测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置，例如：P 1（x 1,y 1），P 2（x 2,y 2），P 3（x 3,y 3）等。
功率因数无功补偿计算
功率因数无功补偿计算功率因数是指电源电路中有用功与视在功之间的比值，常用来衡量电路的功率利用效率。
功率因数可以分为正功率因数和负功率因数两种情况，正功率因数表示电路的有用功大于无功功率，负功率因数表示电路的有用功小于无功功率。
在实际的电力系统中，无功功率是电力系统中的一个重要指标，它与电源的功率因数有直接关系。
当电路的功率因数小于1时，电路中会产生大量的无功功率，这样既浪费了电能又影响了电网的稳定运行。
因此，在电力系统中，通常需要对功率因数进行补偿，减少无功功率的损耗。
无功功率的补偿可以通过并联无功电容器或者串联电感器来实现。
对于容性无功补偿，其原理是通过并联电容器消耗无功功率，提高电路的功率因数。
而对于感性无功补偿，其原理是通过串联电感器产生感性无功功率，补偿电路中的电感无功功率。
对于已知电路参数的情况下，计算功率因数无功补偿可以按照以下步骤进行：1.确定电路的功率因数（PF）与无功功率（Q）。
功率因数可以通过实际功率（P）与视在功率（S）的比值计算得到，无功功率可以通过视在功率与功率因数的乘积计算得到。
PF=P/SQ=S*√(1-PF^2)2.根据需要提高功率因数的目标，计算需要补偿的无功功率（Qc）。
需要补偿的无功功率是当前无功功率与目标功率因数之间的差值。
Qc = Qtarget - Q3.根据电源电压和频率，计算所需的无功补偿容量或电感值。
容性无功补偿需要根据补偿电压和频率计算所需的电容值，而感性无功补偿需要根据补偿电压和频率计算所需的电感值。
对于容性无功补偿，C=Qc/(2*π*f*U^2)对于感性无功补偿，L=Qc/(2*π*f*U^2)其中，C为所需的电容值，L为所需的电感值，Qc为需要补偿的无功功率，f为电源频率，U为电源电压。
4.选择合适的电容器或者电感器进行无功补偿。
根据所求得的电容值或者电感值，选择合适的电容器或者电感器进行无功补偿，使得电路的功率因数达到目标值。
需要注意的是，无功功率补偿应根据实际应用情况进行。
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工厂无功功率因数的补偿Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998线路的未端，分散在各个生产车间里面，形成了企业内部的输配电网络，其结果造成大量的无功电流仍然在企业内部的输配电线路中流动，所造成很大的损耗。
由此，企业尽可能提高自然功率因数外，还必须采取分组补偿和就地补偿等措施，来提高功率因数，最终实现节能降耗的目的。
二、现状在二十五家企业中，抽查了他们的变压器和总共119条输配电线路运行情况，绝大多数企业能将自己变电系统中的功率因数补偿到以上的规定指标，以免被罚款。
这就是说在功率因数的补偿工作中，他们的集中补偿做的不错，但仍有部分企业的分组补偿和就地补偿做的就差些了，或根本就没做，补偿好的单位，其主变压器的二次端至各车间的输配电线路的功率因数基本上在以上，而补偿差些的单位其输配电线路大部分功率因数在以下，如温州某皮革有限公司（以下简称A公司）抽查七条输配电线路，有五条在以下的，而温州某钢业有限公司（以下简称B公司）的一条输配电线路的功率因数只有。
综合这些单位被抽查的输配电线路的功率因数，在以上的约占52%，在～之间的约占27%，在以下的约占21%。
可见分组补偿和就地补偿做得远远不够，这主要是企业对功率因数认识不足引起的，如B公司企业规模较大，企业内有二级变压从35KV变10KV，到车间再变至380V，有企业变电站，中心控制室，全电脑控制显示，其设施和环境可谓一流，但检查发现其补偿就有问题，将无功补偿全补在了35KV高压端，这造成了企业内的一台SZ9-20000/35主变的运行功率因数只有，而另一台SZ9-10000/35主变的运行功率因数为，其各车间的十几台变压器的运行功率因数大多数在～之间，最低为，其分组补偿和就地补偿基本上没做，可想而知其变压器的容量及输配电线路被无功功率占了相当大容量，而且其损耗也相应增加。
然而这变电站内所有人员都这样认为，其补偿是补前（指输入的电网线路）补后（指企业内的变压器）补线路（指企业内的输配电线路），事实上这几个功率因数的数据足以说明，其主变和车间变及线路都没能得到补偿。
可以这么说，对功率因数的补偿，还存在认识上的误区，除了上述这种认识外，还有一些企业管理者认为功率因数低，对电能的损耗影响不大，故没引起足够的重视。
三、这主要是个认识问题为什么这样说是认识问题，B公司的那些人足可说明一切，还是一个典型的集中补偿例子。
还有另一家浙江某钢业有限公司，他有二级变从10KV变供高压电动机和另一台变380V变压器用，结果对供高压电机的那一条线路进行了补偿，而未对380V进行补偿，使这台变压器的运行功率因数也只有。
是不是因为行业的关系难以采取分组补偿和就地补偿，而疏忽管理呢，不是的，如上述A公司也存在这个问题，皮革行业中生产线正常运行时，负荷就比较稳定，不象钢铁行的电动机都是点动的，难以分组补偿和就地补偿，皮革行业应该很好采取分组补偿，但这个企业也没有做。
所有这些都说明仍有部分人对其认识不足或误解。
我认为除了个别企业是对它一无所知外，还有就是个量的认识问题，这么说吧，企业也许知道功率因数低而产生的无功电流在企业内部输配电线路流动时，一者造成了压降（但由于近来供电较正常，因此它所引起压降有限，并不明显，如在A公司在低压母线上实测电压为392V时，其末端电动机上电压为373V，电机仍能正常起动，电机运行一段时间也不会很烫，这样就显示不了问题了）；二者造成了损耗，但输配电线路的损耗更是看不见了，配电柜上反映电流大，供电线路有点发热，这似乎很正常，至于这是否由无功功率低引起电流大而产生的，这只能借助于仪器来测量了。
不过话说回来，管理好的企业，其电工基本上都能知道每条线路的功率因数值，随时对其进行监控。
因此我在这里必须说说功率因数对线损到底有多大。
四、对因功率因数引起的损耗要有个量的认识为什么说要加强量的认识，主要是有些管理者也知道功率因数对输配电系统影响，压降如上所说成了次要问题，对于损耗他们始终认为只有一点点，问题不大，因此需要用事实来说明问题，下面我来简单推算一下这功率因数低的时候，造成变压器和输配电线路的损耗有多大。
以年累计到底有多少有功电量被白白损耗掉，还增加了电费开支。
其中变压器以B公司为例，因为其无功补偿是在高压输入端的，因而没有降低变压器的无功功率；而输配电线路以A公司为例，因为其生产线正常生产时，各线路的电流也较稳定，因此也较容易去分组补偿来提高功率因数。
1、变压器以B公司为例，其一台功率因数为的主变，其实际的容量：S=(P2+Q2)1/2S——视在功率KVAP——输入的有功功率，kW 实测为2568kWQ——输入的无功功率，kvar 实测为4465kvarS=(25682+44652)1/2=5151 KVA可见无功功率占了变压器相当的容量。
我们是根据中华人民共国国家标准《企业供配电系统节能监测方法》（GB/T16664-1996）的方法来计算变压器损耗的，这里以假设对变压器补偿到（因为其高压端被补偿到），并以实测的电压和有功功率在功率因数补偿前后不变，的前提下做个简单的推算，确定到底能节约多少电能（反过来可以看出，它在功率因数为时比时多损耗的电能），由于公式比较复杂，这里不一一例出。
（大家可上网查，或查看一些相应的书籍，都有此类的公式）变压器功率因数为时，实测变压器输出有功功率为2546 kW、无功功率为4465 kvar、平均输出电流274A、输入电压，这时计算得变压器的日无功损耗4697 kvarh，日有功损耗535 kW h，负载系数为。
以输入电压和输出的有功功率不变的假设条件下，将功率因数补偿到，经推算得到变压器平均输出电流为142A、日无功损耗3008 kvarh、日有功损耗440 kW h，负载系数为。
由上可知这台变压器的负载轻了，日损耗电量可减少95 kW h，以年运行6000小时计算，可节约23750 kW h的电能。
以元/ kW h计算，年可减少11875元的电费开支。
其另一台变压器的运行功率因数为，这时的输出有功功率为3137 kW、无功功率为2675 kvar、平均输出电流234A，这时计算得变压器的日无功损耗4211 kvarh，日有功损耗472 kW h，负载系数。
以输入电压和输出的有功功率不变的假设条件下，将功率因数补偿到，经推算得到变压器平均输出电流为177A、日有功损耗394 kW h、日无功损耗2964 kvarh，负载系数。
同样这台变压器的负载轻了，日损耗电量减少78kWh，以年运行6000小时计算，可节约19500 kW h，以元/ kW h计算，年可减少9750元的电费开支。
这样这两台变压器如果进行改造后，年可节电43250 kW h，年可减少电费开支21625元。
如果算上各车间的变压器损耗，因为它们的功率因数也很低，它们的功率因数加权到主变压器上，以及加上输电线路的损耗，所以这企业的线损将是上述的2～3倍，也就是如果采取分组补偿等措施，年可节电43000～129000 kW h，年可减少电费开支22000～66000元，相当可观。
2、输配电线路在输配电线路上提高功率因数也是如此，这里以上述A公司的输配电线路为例，因为线路上的电流较均匀，完全有可能把功率因数提高到，因而较有代表性。
线路长130m，截面积150㎜2，铜质电缆入地至车间，实测电压400V、电流190A、功率因数为、日输送有功电量1074kWh，计算得日有功损耗为 kW h。
现以线路的电压不变及线路输送的有功功率不变来推算，当线路功率因数为时，其电流为68A，计算得线路日有功损耗为6 kW h。
由上推算得这条输电线路的功率因数从提高到时，日可减少线损电量 kW h，如以年运行6000小时计算，年可节约电量10900 kW h，以元/ kW h计算，年可节约5450元的电费开支。
这仅只是一条输配电线路计算量！这个企业的另外有四条线路情况跟这条线路差不多，这里就不再一一推算了，那么上面的量乘上5倍，就是27000元，这将不是个小数字。
然而这些电量在看不到的情况下，白白损耗掉了，还增加了电费开支！推开来想，全市又有多少这样的企业，全国呢！积累起来将是很大的数字。
因此要加强管理，增强节能意识，这些钱是比较容易省下来的。
我今天在这里说的，是希望能引起各企业的重视，如果能让企业管理者看得到这个损失，他也许会马上会采取措施把钱给省下来的。
但是看不到的话，那就放任自流了。
五、总结说到这里让我们回头看看，上述被监测的输配电线路中，占48%那些功率因数低于的线路都要补偿，占52%那些功率因数在以上的，其中大部分线路的功率因数在以下仍有潜力可挖。
希望各企业负责人认真抓抓这方面的工作。
从补偿的角度上来看，应该提倡就地补偿，因为它从源头上就把无功功率提高了，从而减少了无功功率的那部分电流在企业内部输配电网中的流动，有效的降低了电能损耗。
就地补偿需要注意，三相异步电动机在运行时切断电源，会自励产生电压，电压可达570V，这将对电容器和电动机产生破坏作用，特别是在自励磁中的异步电动机（即在电动机还没停时）再接入电源，会造成电动机和所连接机械的严重冲击甚至损坏。
为了防止此现象发生，无功就地补偿器的容量Qc按以选用，UN为电动机额定电压，Io 为电动机励磁电流，即空载电流。
现在有些单位给异步电动机装变频器，这很好不但节电，电机运行又平稳，最好在总配电柜装上消谐波柜，又能提高功率因数。
有关补偿方法有多种方法，及各补偿方法的利弊等，相关的书中也介绍很多，我不在这里再提了。
但是还要说说一些单位补方法就有问题，如B公司这样的补偿就有问题，虽然在其高压端有一条电力线路去电弧炉车间，而把最终的补偿放在了前面，但是，主变的二次端也应该给予补偿，而且各车间的变压器也应根据负荷情况进行分组补偿，虽然就地补偿比较难，那么上两种补偿措施应该去做，我想企业可能过多的去考虑投入的费用问题，但至少应该先把功率因数低的地方先补偿好，全企业十几台变压器理应有个全盘考虑，抓好管理，先急后缓地把事情给办好了是最主要的。
能节电，把钱给省下来是硬道理。
因为这绝对不是个小数目。
?下面例出输配电线路的各种功率因数下与线损的关系表，供大家参考。
各种功率因数下与线损的关系表cosφ线损百分比%cosφ线损百分比%100282124405158650206从上表可看出，当线路上的功率因数降低时，将大大的增加其线路的损耗。
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