提高功率因數對于企業應繳電費的影響研究

摘 要：本文介紹了功率因數的概念，并推導了功率因數的相關計算公式。通過對計算公式的分析，得出了功率因數與用電量之間的關系，明確了提高功率因數對于用電企業降低其自身電費支出的意義。進而用兩個實例證明了提高功率因數能夠有效降低用電企業的電費支出，對于督促企業開展提高功率因數的技術改造有很強的示范效果。

關鍵詞：功率因數；企業；電費

中圖分類號： U665.12 文獻標識碼：A

1 概述

蘭溪電網的專線用戶較多，在查看這些專線用戶的電量報表時，發現有不少企業用電的功率因數偏低。如：35kV雙獅水泥的功率因數全月平均只有0.904，35kV華西建材水泥的功率因數全月平均只有0.863，10kV創維紡織的功率因數全月平均只有0.924。根據浙江省電力公司對縣局同業對標的要求，即要求對縣局10kV線路功率因數大于0.9的比例和35kV線路功率因數大于0.95的比例進行上報，并且省公司還將對以上指標進行考核和對比排名。因此，從用戶最關心也是最為實際的電費問題出發，研究提高功率因數對用戶應繳電費的影響，并以此說服用戶進行相應的技術改造措施來提高功率因數，是十分必要的。

2 功率因數的概念及相關計算公式

2.1 什么是功率因數

功率因數cosφ是一個系數，是交流電路中有功功率與視在功率的比值，即功率因數=有功功率/視在功率。它的大小與用電企業的用電負荷、用電性質、用電量有關，其可以作為衡量用電設備效率高低的標準。由于用電企業在一個月中的用電性質、用電負荷以及用電量都是隨時變化的，也就是有功功率、視在功率是隨時變化的。因此，供電公司需要按規定對用電企業裝設有功電能表和無功電能表，每月以有功、無功用電量來考核計算用電企業的平均功率因數。由于電力生產的特殊性，用電企業的功率因數的高低對于電網發、輸、變、供、用電設備的充分利用、節約電能、改善電壓質量等方面都有很大影響。用電企業的功率因數低就說明其使用電網的無功電量多，打破了發供用的平衡狀態，對電網的電壓質量造成影響，同時也導致用電企業自身電壓偏低，降低了電氣設備的利用率，增加了線路和變壓器的損耗，從而造成供用電雙方的經濟利益損失[1]。

2.2 相關計算公式

設電力用戶未進行技術改造之前的功率因數為cosφ1，其對應的電流為I1；采取相應技術改造措施之后的功率因數為cosφ2，對應的電流為I2。此外，假定電力用戶的有功功率消耗在功率因數提高前后保持不變，即P1=P2=P。

由視在功率公式可知，功率因數提高之前電力用戶的有功功率為

，可得到。

又由，可得

①在未采取技術改造措施提高功率因數之前的視在功率 （不考慮向量計算）；

②在采取技術改造措施提高功率因數之后的視在功率 （不考慮向量計算）；

③在功率因數提高前后視在功率的變化為

由P1=P2=P

根據 ，

有

由于，則

。

對上式兩邊同乘以時間t，則

。

3 功率因數相關計算公式分析

?P×t是電量單位，若t為24小時，則?P×t可以表示采取技術改造措施提高功率因數后日電量的變化值；若t為一個月的總小時數，則?P×t可以表示采取技術改造措施提高功率因數后月電量的變化值。這個值可以理解為功率因數提高后電量減少值，也就是電力用戶功率因數提高后其電費下降的數值，這是說服電力用戶采取技術改造措施提高功率因數最為有力的依據。

簡而言之，只要知道電力用戶未進行技術改造之前的功率因數為cosφ1和采取相應技術改造措施之后的功率因數為cosφ2，以及用戶的月電量，就能很快利用上述公式算出電力用戶可以減少的用電量以及少付的電費數額[2]。

4 實例分析

目前，蘭溪市工業用電的電費收費標準為：峰電費0.864元/kWh，谷電費0.391元/kWh，尖峰電費1.0431元/kWh[3]。

4.1 實例一

35kV電力專線用戶雙獅水泥廠2月份的峰電量為1000020kWh，谷電量為2701440kWh，尖峰電量為47880kWh。其2月份平均功率因數為0.904，如果該用戶采取技術改造措施將功率因數提高至0.97，則2月份可以減少的電費為：

①功率因數提高到0.97后，峰電量減少的情況，以及折算成的電費。

減少的電量：

；

減少的電費：131455.49kWh×0.864元/kWh=113577.55元。

②功率因數提高到0.97后，谷電量減少的情況，以及折算成的電費。

減少的電量：

；

減少的電費：344458.66kWh×0.391元/kWh=134683.34元。

③功率因數提高到0.97后，尖峰電量減少的情況，以及折算成的電費。

減少的電量：

；

減少的電費：6293.96kWh×1.0431元/kWh=6565.23元。

④以上三項共計少付電費25.48萬元。

4.2 實例二

35kV電力專線用戶華西建材水泥廠2月份峰電量為166950kWh，谷電量為852180kWh，尖峰電量為4830kWh。2月份平均功率因數0.863，如果該用戶采取技術改造措施將功率因數提高至0.97，則2月份可以減少的電費為：

①功率因數提高到0.97后，峰電量減少的情況，以及折算成的電費。

減少的電量：

；

減少的電費：34800.80kWh×0.864元/kWh=30067.89元。

②功率因數提高到0.97后，谷電量減少的情況，以及折算成的電費。

減少的電量：

；

減少的電費：177637.28kWh×0.391元/kWh=69456.18元。

③功率因數提高到0.97后，尖峰電量減少的情況，以及折算成的電費。

減少的電量：

；

減少的電費：1006.82kWh×1.0431元/kWh=1050.21元。

④以上三項共計少付電費10.06萬元。

結語

對于電力專線用戶即用電企業來說，提高功率因數和電壓質量單單依靠供電公司是不現實的。用電企業的功率因數偏低不僅會造成線路損耗較大，使其用電側的電壓等電能質量降低；更可能會導致變電設備處于不經濟的運行狀態，加大用戶的電能消耗和應繳的電費。因此，電力用戶應該采取有效的技術改造措施來提高功率因數。

參考文獻

[1] 甘秀仕.電費與功率因數的關系[J].電力需求側管理，2007，9（2）：79-80.

[2] 黃文瀚.如何減少不合理的電費支出[J].電工技術，2007，11：20-21.

[3] 付儉，董蔚.從電費計算中分析企業供電系統的經濟運行[J].甘肅科技，2009，25（18）：106-107.