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【摘要】本文针对影响供电系统功率因数的各种因素进行了分析，功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的几种方法并提出了提高功率因数降低电能损耗的对策。
【关键词】无功功率；功率因数；无功补偿
引言
随着准格尔旗的快速发展，用电量大幅度增加，电力系统的经济运行日益受到重视。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行的1个重要组成部分。通过对电力系统无功负荷的最佳补偿，提高整个供电系统的功率因数，不仅可以保证供电质量和提高电力系统运行的稳定性，而且可以降低有功网损和无功网损，节约电能，使电力系统能够安全经济运行。
1、造成功率因数低的原因分析
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等。电力变压器的无功功率消耗，是由于变压器的变压过程是由电磁感应来完成的，是由无功功率建立和维持磁场进行能量转换的。没有无功功率，变压器就无法变压和输送电能。变压器消耗无功的主要成分是它的空载无功功率，提高变压器的功率因数就必须降低变压器的无功损耗，避免变压器空载运行或长期处于低负载运行状态。首先，合理选择变压器容量，虽然变压器是一种效率高达95%以上的电气设备，但只有当变压器的负荷率在50%～60%时才可能实现，从节能、经济、实用、安全可靠出发，一般选择变压器负荷率在65%～80%为宜。其次选用节能型变压器，据统计S9系列与S7系列变压器的损耗值相比较，空载损耗可降低10%，负载损耗可降低10%，具有节省运行费用，节能效果明显的特点。最后多台变压器并联运行，负荷变化及时投切，避免变压器空载运行或低负荷运行。
绝大部分动力负荷都是异步电动机，异步电动机转子与定子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素，而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。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行并尽可能提高负载率。因此，在选择异步电动机时，既要注意它们的机械性能，又要考虑它们的电器指标。故从节约电能和提高功因数的观点出发，必须正确合理的选择电动机的容量。其次，对轻负荷电动机实行降压起动，提高自然功率因数，降低功率损失。最后要提高异步电动机的检修质量，因为异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动时对异步电动机无功功率的大小有很大的影响。
它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需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需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望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，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。
2、无功补偿的一般方法
无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。
低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。低压个别补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。
低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。
高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6～10kV高压母线上的补偿方式。补偿装置根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高了用户的功率因数，避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护，补偿效益高。
3、采取适当措施提高系统自然功率因数
根据《供电营业规则》第四十一条规定“无功电力应就地平衡。用户应在提高用电自然功率因数的基础上，按有关标准设计和安装无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功电力倒送。”
提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。
（1）合理使用电动机；
（2）提高异步电动机的检修质量；
（3）采用同步电动机；
（4）合理选择配变容量，改善配变的运行方式。
对负载率比较低的配变，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。
4、结束语
本文集中探讨了功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的几种方法，这对供电企业是十分有益的。
【关键词】无功功率；功率因数；无功补偿
引言
随着准格尔旗的快速发展，用电量大幅度增加，电力系统的经济运行日益受到重视。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行的1个重要组成部分。通过对电力系统无功负荷的最佳补偿，提高整个供电系统的功率因数，不仅可以保证供电质量和提高电力系统运行的稳定性，而且可以降低有功网损和无功网损，节约电能，使电力系统能够安全经济运行。
1、造成功率因数低的原因分析
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等。电力变压器的无功功率消耗，是由于变压器的变压过程是由电磁感应来完成的，是由无功功率建立和维持磁场进行能量转换的。没有无功功率，变压器就无法变压和输送电能。变压器消耗无功的主要成分是它的空载无功功率，提高变压器的功率因数就必须降低变压器的无功损耗，避免变压器空载运行或长期处于低负载运行状态。首先，合理选择变压器容量，虽然变压器是一种效率高达95%以上的电气设备，但只有当变压器的负荷率在50%～60%时才可能实现，从节能、经济、实用、安全可靠出发，一般选择变压器负荷率在65%～80%为宜。其次选用节能型变压器，据统计S9系列与S7系列变压器的损耗值相比较，空载损耗可降低10%，负载损耗可降低10%，具有节省运行费用，节能效果明显的特点。最后多台变压器并联运行，负荷变化及时投切，避免变压器空载运行或低负荷运行。
绝大部分动力负荷都是异步电动机，异步电动机转子与定子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素，而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。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行并尽可能提高负载率。因此，在选择异步电动机时，既要注意它们的机械性能，又要考虑它们的电器指标。故从节约电能和提高功因数的观点出发，必须正确合理的选择电动机的容量。其次，对轻负荷电动机实行降压起动，提高自然功率因数，降低功率损失。最后要提高异步电动机的检修质量，因为异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动时对异步电动机无功功率的大小有很大的影响。
它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需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需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望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，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般无功将增加35%左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。
2、无功补偿的一般方法
无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。
低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。低压个别补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。
低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。
高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6～10kV高压母线上的补偿方式。补偿装置根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高了用户的功率因数，避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护，补偿效益高。
3、采取适当措施提高系统自然功率因数
根据《供电营业规则》第四十一条规定“无功电力应就地平衡。用户应在提高用电自然功率因数的基础上，按有关标准设计和安装无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功电力倒送。”
提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。
（1）合理使用电动机；
（2）提高异步电动机的检修质量；
（3）采用同步电动机；
（4）合理选择配变容量，改善配变的运行方式。
对负载率比较低的配变，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。
4、结束语
本文集中探讨了功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的几种方法，这对供电企业是十分有益的。