淺析提高配網功率因數的措施

作者/侯光凱，國網山東省電力公司成武縣供電公司

淺析提高配網功率因數的措施

作者/侯光凱，國網山東省電力公司成武縣供電公司

目前，供電企業普遍存在嚴重的配電網線損情況，為了對這一現象加以緩解，有必要對供電企業經營中功率因數的影響進行探討，以實現配網功率因數的有效提高，滿足社會經濟的發展和需求。在供電企業配電網運行中，功率因數具有非常重要的作用。因此，本文對影響配網功率因數的相關原因進行分析，并對其解決措施進行探討，以有效保證配網功率因數的提高。

提高；配網；功率因數；措施

引言

在電力系統的正常運行中，配網功率因數會對其產生直接作用。所以，要實現對線路損失的控制，保證電能的質量，使電力設備的性能得到有效發揮就必須要對功率因數加以合理提高，繼而實現電能節約的目的。所以，配網功率因數不僅和電力企業有密切關系，還能對社會經濟的發展產生相應作用。

1.影響配網功率因數的原因

電力設備在實際運行中，不僅會對有功功率有所消耗，還會對無功功率產生一定的消耗。在相應功率情況下，如果出現減少無功功率，則功率因數會相應提高，甚至可能會不存在無功功率的情況。所以，用電設備無功功率的降低能夠有效提高功率因數。同時，功率因數的產生絕大部分原因都是由用電設備自身的電感特性引起的。因為在電力系統中，用電設備不但需要有功功率，如果想要對工作磁場的滿足還需要通過無功功率來實現。在無功功率中，比例最大的是使用感應電動機，然后是變壓器，剩下的無功功率需要被其他設備所用，第一是整流設備；第二是電抗器等。因而在電力系統中，感應變壓器和電動機利用了大部分無功功率。另外，配網中的功率因數還會因為供電電壓超過標準范圍，或者電網頻率運行不穩定等帶來直接影響。其中，如果電網的電壓超過額定數值10%，磁路飽和現象就會出現，接著將增加無功功率的速度。如果是在額定數值的下面，則會隨之減少無功功率，并迅速升高功率因數。最后，配網功率因數還會因為電網頻率不穩定而發現變化，所以，要有效提高配網的功率因數，就必須對其進行快速準確的措施辦法，實現損耗降低和能源節約的有效目的。

圖1 電流的實際運行狀態

2.提高配網功率因數的措施

根據相關調查和研究來看，低功率因數會給配網帶來一些不好的影響，主要指的是：第一，在負荷確定的情況下，電流如果較大，而供電電壓是不變的，則功率因數會不斷降低，從而使電流繼續增大。通常情況下，發電機、變壓器的額定容量，與他們的輸出電流是成正比關系的，因而與功率因數是成反比關系的。所以，在功率輸出一樣的情況下，電壓如果是不變的，功率因數會不斷下降，從而使發電機、變壓器的容量不斷增大，最終提高發電機、變壓器的投入成本。第二，銅損比較大。在負荷確定的情況下，如果配電線路的功率因數不斷降低，則銅損會逐漸增大。第三，在負荷確定的情況下，如果功率因數不斷下降，則需要進一步擴大保護開關的導電面積、母線的截面，才能確保較大電流可以順利通過，從而提高其投入成本。所以，在實踐過程中，提高配網功率因數應采取的措施有：

■2.1 對系統的自然功率因數加以提高

補償設備如果沒有進行安裝，不同用電設備會有效減少其無功功率，繼而實現負載取用，無功功率的有效降低，保證企業功率因數的提高，該方法是目前最具經濟性的一種功率因數提高措施，其能有效控制投入的資金量，緩解供電企業所面臨的經濟壓力。

首先需要對變壓器的負荷率進行提高，變壓器的功率因數不僅會因為負荷性質產生影響，還會受到負荷率的影響。通常，在變壓器負荷率沒有超出標準范圍內的條件下，就會明顯下降功率因數。

其次是選擇異步電動機的規格與型號，在實踐中常用的是異步電動機，其也具有十分巨大的無功功率。當異步電動機的運行狀態處于輕載或是空載時，所產生的功率因數也會相對較低，當負荷處于較高的狀態時，就會有效提高功率因數。所以，合理應用異步電動機的規格型號是很有必要的，并避免進行輕載運行，以利于系統自然功率因數的增加。

再次是異步電動機與電焊機的嚴格控制，前提需要對內部生產管理工作加以強化，保證具有科學合理的加工流程，使用設備的實際運行情況應當保持最佳性能，并避免出現空載運行現象。

最后是繞線式異步電動機的同步運行，一般來說，大型的額定容量繞線式異步電動機，其負荷率相對較低，產生最大的負荷也在90%以下，通過對其的改造已達到同步化的運行目的?？偠灾斦＿\行以后，轉速與正常轉速相對接近時，利用勵磁滑環，在轉動中輸送直流勵磁電流，以將異步機直接轉變為同步電動機。在勵磁時，領前電流會被電動機取用，并在電網中輸送無功功率。這種方法可以有效提高自然功率因數，并達到補償其它設備功率因數的目的。

■2.2 功率因數的人工補償方式

在評價電氣設備的實際效率和使用情況時，配網功率因數會對其產生重要作用，電網的經濟效益和安全也會通過功率因數得到有效判斷。雖然自然功率因數能夠對提高功率因數產生一定作用，但僅僅依靠它還不能達到正常功率因數標準，此時可以對補償裝置進行適當安裝，將功率因數的提高通過人工補償來直接實現。

首先進行電容器并聯，在集中補償時，安裝電容器組會在總降壓變電所6kW到10kW的母線上，以實現變電所整體功率因數的有效提高，繼而達到平衡供電范圍內無功功率的目的。需要分組補償時，可以安裝電容器組在終端變配電高壓不同的母線之上，但需要保證是在比較低的功率因數情況下，即為分散補償，其與集中補償方式相比具有很大的相似度，但其特點是無功補償的范圍和容量不高，但在效果上卻是立竿見影，繼而被廣泛應用于實踐中。最后是就地補償方式，其是通過將電容器組和電容器安裝到電感性的設備周圍，或者安裝于異步電動機，達到無功補償的效果，其也被稱之為個別和單獨補償。就地補償的優勢在于能夠有效提高用電設備的供電回路功率因數，并能對用電設備的電壓質量有足夠的保證，是目前小型和中型設備的常用方法?？傊?，如果能夠有效結合集中、分組和就地三種補償方式，并對其技術應用加以準確分析，將會取得效率與經濟的進一步發展。

■2.3 靜止無功補償裝置的應用

電容屬于無功補償裝置中比較久遠的，并具有固定的阻抗，其弊端就是不能根據無功需求而產生相應的變化，因此不能實現無功功率的動態補償。隨著我國電力系統的科技化發展，無功功率快速補償的需求也在不斷提高。同步調相機是相對基礎的無功功率補償裝置。無功功率的產生是該裝置的主要作用，屬于同步電機的其中一種。同時，同步調相機也屬于旋轉電機，其缺點在于會在實際運行中產生很大噪音，并出現巨大的損耗，加上具有比較復雜的后期運行維護工作，以及十分緩慢的響應速度等缺陷，該裝置已經在當前電力系統中逐漸淘汰。所以，靜止無功補償裝置是目前電力系統使用最為廣泛的一種。采用靜止無功補償裝置不僅能夠使高配終端電壓得到提高，還能使電網功率因數得到有效提升。同時，這種補償方式還有運行維護方便和利于集中管理等優勢，但較大的設備投資是其相對明顯的問題。

3.結束語

總而言之，隨著我國經濟的快速發展，也進一步帶動了城鎮化建設，居民的用電性質也根據市場的電器設備產生了相應的變化，使供電企業不得不對功率因數加以提高，這也能夠說明不管是電力系統的供電設備還是發電，都會因為功率因數的高低產生直接影響。提高配網功率因數，不僅能夠使有功功率得到有效提升，還能使無功功率的損耗得到明顯下降，以為供電企業創造更加有力的經濟效益和市場競爭力。

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羅德與施瓦茨公司信令測試儀

羅德與施瓦茨公司的CMW500無線綜測儀現在可以模仿符合IEEE 802.11ac 標準的WLAN網絡。這樣使CMW500測試平臺支持目前所有的蜂窩和非蜂窩的無線通信標準。僅需一臺測試儀表即可完成那些具有多種無線接口的模塊所要進行的所有測試，包括互操作性測試。

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