供电局如何计算功率因数 粗浅摸索电能消耗的效率测量 (供电局如何计算电费)

PLC技术军团-酷客

宣布于：2012-10-1120:26:151楼

许多用电设施均是依据电磁感应原理上班的，如配电变压器、电动机等，

它们都是依托建设交变磁场能力启动能量的转换和传递。

为建设交变磁场和感应磁通而须要的电功率称为无功功率，

因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能

、热能而已；因此在供用电系统中除了须要有功电源外，还须要无功电源，

两者缺一无法。

在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为

：cosφ=P/S=P/【(P2+Q2)^(1/2)】P为有功功率，Q为无功功率。

在电力网的运转中，功率因数反映了电源输入的视在功率被有效应用的水平，

咱们宿愿的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，

视在功率将大局部用来供应有功功率，从而提高电能保送的功率。

1影响功率因数的重要起因(1)少量的电理性设施，如异步电动机、感应电炉、

交换电焊机等设施是无功功率的重要消耗者。

据无关的统计，在工矿企业所消耗的所有无功功率中，

异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占

到电动机总无功消耗的60％～70％。

所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运转并尽或者提高负载率。

(2)变压器消耗的无功功率普通约为其额外容量的10％～15％，它的空载无功功率

约为满载时的1/3。

因此，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运转或常年处于低负载

运转形态。(3)供电电压超出规则范畴也会对功率因数形成很大的影响。

当供电电压高于额外值的10％时，因为磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，

据无关资料统计，当供电电压为额外值的110％时，普通无功将参与35％左右。

当供电电压低于额外值时，无功功率也相应缩小而使它们的功率因数有所提高

。但供电电压降落会影响电气设施的反常上班。所以，应当采取措施使电力系统的

供电电压尽或者坚持稳固。无功补救通常驳回的方法重要有3种：高压一般补救、

高压集中补救、高压集中补救。

上方繁难引见这3种补救模式的实用范畴及经常使用该种补救模式的优缺陷。

(1)高压一般补救:高压一般补救就是依据一般用电设施对无功的须要量将单台

或多台高压电容器组扩散地与用电设施并接，它与用电设施共用一套断路器。经过

控制、包全装置与电机同时投切。

随机补救实用于补救一般大容量且延续运转(如大中型异步电动机)的无功消耗，

以补励磁无功为主。高压一般补救的好处是：用电设施运转时，无功补救投入，

用电设施停运时，补救设施也分开，因此不会形成无功倒送。

具备投资少、占位小、装置容易、性能繁难灵敏、保养繁难、意外率高等好处。

(2)高压集中补救：高压集中补救是指将高压电容器经过高压开关接在配电变压器

高压母线侧，以无功补救投切装置作为控制包全装置，

依据高压母线上的无功负荷而间接控制电容器的投切。

电容器的投切是整组启动，做不到平滑的调理。高压补救的好处：接线繁难、

运转保养上班量小，使无功就地平衡，从而提高配变应用率，降落网损，

具备较高的经济性，是目前无功补救中罕用的手腕之一。

(3)高压集中补救：高压集中补救是指将并联电容器组间接装在变电所的6～10kV高

压母线上的补救模式。实用于用户远离变电所或在供电线路的末端，

用户自身又有必定的高压负荷时，可以缩小对电力系统无功的消耗并可以起到

必定的补救作用；补救装置依据负荷的大小智能投切，从而正当地提高了用户

的功率因数，防止功率因数降落造成电费的参与。同时便于运转保养，补救效益

高。提高人造功率因数是不须要任何补救设施投资，仅采取各种治理上或技术上

的手腕来缩小各种用电设施所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的

方法。(1)正当经常使用电动机；(2)提高异步电动机的检修品质；(3)驳回同步电

动机：同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功功

率取决于转子中的励磁电流大小，在欠励形态时，定子绕组向电网"吸取"无功，在

过励形态时，定子绕组向电网"送出"无功。因此，关于恒速常年运转的大型机构设

备可以驳回同步电动机作为能源。异步电动机同步运转就是将异步电动机三相转子

绕组适当衔接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运转，这就是"异步电动机

同步化"。(4)正入选用配变容量，改善配变的运转模式：对负载率比拟低的配变

，普通采取"撤、换、并、停"等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的

人造功率因数。电力系统的无功电源除了同步电机外，还有静电电容器、运动无功补

偿器以及运动无功出现器，这4种装置又称为无功补救装置。除电容器外，其他几种

既能排汇容性无功又能排汇理性无功。(1)同步电机：同步电机中有发电机、电

动机及调相机3种。①同步发电机：同步发电机是惟一的有功电源，同时又是最

基本的无功电源，当其在额外形态下运转时，可以收回无功功率：Q=S×sinφ=P×tgφ其中:Q、S、P、φ是

相对应的无功功率、

视在功率、有功功率和功率因数角。发电机反常运转时,以滞后功率因数运转为主,向系

统提供无功，但必要时,也可以减小励磁电流,使功率因数超前,即所谓的"进相运转"，以

排汇系统多余的无功。②同步伐相机:同步伐相机是空载运转的同步电机，它能在

欠励或过励的状况下向系统排汇或供出无功，装有自励装置的同步电机能依据电压平

滑地调理输入或输入的无功功率，这是其好处。但它的有功损耗大、运转保养复杂、

照应速度慢，近来已逐渐分开电网运转。③并联电容器：并联电容器补救是目前经常使用

最宽泛的一种无功电源，因为经过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上

的电压，同样于电感中的滞后，由此可视为向电网"发?quot;无功功率：Q=U2/Xc

其中：Q、U、Xc区分为无功功率、电压、电容器容抗。并联电容器自身功耗很小，装

设灵敏，节俭投资；由它向系统提供无功可以改善功率因数，缩小由发电机提供的无功

功率。④运动无功补救器：运动无功补救器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组

成，因为晶闸管关于控制信号反响极为迅速，而且通断次数也可以不受限度。当电压变

化时运动补救器能极速、平滑地调理，以满足灵活无功补救的须要，同时还能做到分相

补救；关于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的顺应性；但因为晶闸管控制对电抗器的

投切环节中会发生高次谐波，为此需加装专门的滤波器。⑤运动无功出现器：它的主

体是一个电压源型逆变器，由可关断晶闸管适当的通断，将电容上的直流电压转换成为

与电力系统电压同步的三相交换电压，再经过电抗器和变压器并联接入电网。适当控制

逆变器的输入电压，就可以灵敏地扭转其运转工况，使其处于容性、理性或零负荷形态。

与运动无功补救器相比，运动无功出现器照应速度更快，谐波电流更少，而且在系统

电压较低时仍能向系统注入较大的无功。

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