浅谈功率因数对电网参数影响及解决方法.pdfVIP

浅谈功率因数对电网参数的 影响及解决方法 郭小钢．詹叶旺。肖乾 (苏州市兴鲁空分设备科技发展有限公司，江苏省苏州市相城区齐陆路7号215131) 摘要：简介电网功率因数概念，分析功率因数低对电网设备及电网的影响， 阐述提高功率因数的方法以及补偿电容器电容量的计算。 关键词：功率因数；影响；补偿电容器 在交流电路中，电压与电流之间的相位差(西)的余弦叫做功率因数，用符号006西表 示，在数值上，功率因数是有功功率P和视在功率S的比值，即o。s垂=P／S。视在功率等 于有功功率与无功功率之和，功率因数就表示为有功功率在视在功率中所占的比例，此值为 一大于0小于1的数值，其越接近于1说明供电损耗越小。因此供电局对功率因数有很严格 的要求，功率因数高于0．9以上减免电费，减免上限为1．25％；低于0．9则加收电费，如 费，依此类推来收取电费，通过收费的手段来要求用户提高功率因数。 所以在工厂供电中，功率因数是一个很重要的指标，必须密切关注和加以控制。现简要 谈谈功率因数的影响以及相关解决方法。 由分析可知：网络成感性(电压超前电流)，功率因数小于1，网络成容性(电压滞后 电流)，功率因数小于1。只有网络成阻性(电压电流同相)时，功率因数等于1。常用电气 设备的功率因数除白炽灯、电阻、电热器等接近1外，其他如电机、变压器、架空线以及电 气仪表的功率因数均小于1。如交流异步电机，在空载时的功率因数只有0．2--0．3；在轻载 1功率因素的影响 功率因数低会产生以下两个方面的影响： (1)电力系统和用电企业的设备不能被充分利用。因为电力系统内的发电机和变压器等 · 11 l · 设备，在正常情况下，不允许长期超过额定电压和额定电流运行。所以当电压和电流都已达 到额定值时，功率因数低便造成设备有功功率的输出较少。同样容量的设备，功率因数越 低．其输出的有功功率就越少。 (2)引起电力系统电能损耗增大和供电质量降低。对输电和配电线路来说，线路中的损 越低，输电线路中的电流，=P／Ueos垂就越大，而线路的电能损耗与电流的平方成正比增 加。 另外，当功率因数降低，线路电流增大时，势必造成线路中电压降增大，这将导致线路 末端的电压降低。若要满足末端用户电压要求，则线路始端的电压就要升高，从而会使整个 线路的供电质量降低。 从以上两方面来看，提高用电功率因数是非常必要的，它不但可以提高电力系统和用电 企业设备的利用率，做到在同样发电设备条件下，提高发电能力；而且可以减小电能损耗和 提高用电质量，是节约用电的一项很重要的技术措施。 2提高功率因素的方法 功率因数低，表示无功功率需求量大，因此，提高功率因数的途径主要是减小电网中总 的无功功率。各企业所需要的由电网供给的无功功率中，异步电机约占70％，变压器约占 10％～15％，其他为架空线路等。 提高功率因数的方法分为提高自然功率因数和无功补偿两种。 当采用降低各用电设备所需的无功功率来提高功率因数时称为提高自然功率因数；若采 用产生无功功率的设备来补偿用电设备所需的无功功率以提高功率因数的方法，称为无功补 偿法。 提高自然功率因数的办法有：合理配用异步电机，即避免“大马拉小车”，降低轻载运 行电机的电压；限制异步电机的空载电流；异步电机同步运行；合理调整变压器的经济运 行，消除变压器的空载现象等。 无功补偿是指在用电负荷处，装设一些能供给无功功率的设备，如并联电容器或并联同 步补偿机(相当于容性负载)，就地供给无功功率，以减小线路中的无功功率。由于并联电 容器较同步补偿机经济，且损耗又少，维护运行方便，故障容易检查等优点，所以在电力网 及工厂中得到广泛应用。 ·112· 3补偿电容器电容量计算 企业电网中的负载大多数是电感性负载。电感性负载的功率因数之所以很低，是由于电 感性负载本身需要向电网索取一定的无功功率来建立交变磁场，这就导致整个电网功率因数 的降低。但并联电容器后，电感负载需要的无功功率就有一部分从电容器获得补偿，即电感 负载所需的磁场能量不再全部由电源供给。这就减少了电源供给的无功功率，从而提高了功 率因数。 提高功率因数所需补偿电容器的无功功率的