线损专题：功率因数偏低的不良影响

假如企业的平均功率因数在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。

一、不良影响：

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）导致输送容量低

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。

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 

《供电营业规则》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。

二、提高功率因数的意义

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。例如：当cosØ=0.5时的损耗是cosØ=1时的4倍。

3) 由于减少了电网无功功率的输入，降低系统的能耗，从而能提高企业用电设备的利用率，进一步充分发挥企业的设备潜力，给用电企业带来效益。

4) 可减少线路的功率损失及输送同容量有功的电流，提高电网输电效率。

5) 因发电机的发电容量的限定，故提高cosØ也就使发电机能多出有功功率，即减少有功损失，又使线路及变电设备的容量降低。

三、常见的补偿方式

一般多采用电力电容器补尝无功，即：在感性负载上并联电容器。在感性负载上并联电容器的方法可用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功功率，从而减少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换。

按分类方式不同，常见的补偿方式有以下几种：

1．集中补偿、分散补偿；就地补偿。

• 就地补偿：即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组，与用电设备同时投入运行和断开，也就是再实际中将电容器直接接在用电设备附近。适合用于低压网络，优点是补尝效果好，缺点是电容器利用率低。

• 分散补偿：即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除，也就是在实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上。优点是①简单可靠。因为只要在用电设备上并联一台合适的专用电容器就可以，不需要外加其它保护装置；②能提高低压电网的功率因数，降低了线损，无功补偿效果显著；③具有较好的经济效益；④提高了低压线路的功率因数，减少线路末端电压波动。缺点是对减少变压器铜损效果不太理想。就目前来讲，该种补偿方法是综合效果比较折中的一种补偿方式。

•  集中补偿：即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上。在实际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上，电容器组的容量按配电所的总无功负荷来选择。优点:是电容器利用率高，能减少电网和用户变压器及供电线路的无功负荷，并可以根据负荷情况自动调节总无功量，对减少变压器铜损效果显著，缺点:不能减少用户内部配电网络的无功负荷。对负荷配电线路没有任何效果。

2. 统一补偿、分相补偿：

• 统一补偿：三相电容自动补偿适用于三相负载平衡的供配电系统。因三相回路平衡，回路中无功电流相同，所以在补偿时，调节无功功率参数的信号取自三相中的任意一相，三相同时投切可保证三相电压的质量。三相电容自动补偿适用于电动机及其它三相对称负荷的情况

• 分相补偿：当大量使用单相负荷，照明、空调等负载时，由于负荷变化的随机性大，容易造成三相负载的严重不平衡，尤其是照明系统中三相不平衡更为严重。如果调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相，那么将会造成未检测的两相要么过补偿，要么欠补偿。如果过补偿，则过补偿相的电压升高，造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏；如果欠补偿，则补偿相的回路电流增大，线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏。这种情况下用传统的三相无功补偿方式，不但不节能，反而浪费资源，难以对系统的无功补偿进行有效补偿，补偿过程中所产生的过、欠补偿等弊端更是对整个电网的正常运行带来了严重的危害。

3.动态补偿、静态补偿：

由于系统运行情况是在不断变化的，所需要的无功功率也是在不断变化，所以应采用动态补偿较为合理。对于装于就地的分散补偿，由于补偿装置随用电设备同时投切，当负载较恒定时，出于简单经济的考虑，可以采用静态补偿的办法进行。

4.智能线性自动补偿、阶跃自动补偿

智能线性自动补偿：近年来发展起来的电气技术，他是根据电动机cosφ、无功功率Q和无功电流Iq用可控硅技术自动的、线性的调节电器设备无功补偿量，使其始终工作在高效经济状态。

阶跃自动补偿：电气技术是根据电器设备无功补偿量，通过交流接触器投切电容器组实现无功补偿。