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电力系统无功补偿技术 中船重工第712研究所 2011 1.功率因数 有功功率、无功功率 电源 输电线 M 电力用户 降压 变压器 SG=PG+jQG 有功功率（kW）：用于做功和发热损耗的那部分电能。例如： 转换成机械能、热能、光能等；方向：电源至负载。 一个周期的平均功率大于零。 无功功率（kVar）：用于电路内电场与磁场交换的那部分电能。 方向：上半周期从电源至负载，下半周期从负载至电源。 一个周期的平均功率等于零。 交流发电机 输出的功率 (视在功率：容量) （kVA） 电能形成 （电源） 电能转换 （负载） 升压 变压器 ΔP+j ΔQ SL=PL+jQL 功率交换 无功能量在电源和负载间流动，各相的 无功功率的瞬时值之和在任何时刻都为零。 功率因数的概念 S j 功率因数：有功功率出力在设备容量中所占的比重。 0≤cosj≤1.0 功率三角形 S2＝P2＋Q2 Q P P →S 或 cos j→1.0 节电： Q →0 Q＝Ssin j P＝Scos j 1-* 自然功率因数 25% 50% 75% 负荷 空载 满载 0.15以下 0.67 0.73 0.75 0.76 配电变压器 0.2以下 0.5-0.55 0.7-0.75 0.8-0.85 0.85-0.9 感应电动机 0.35-0.60 0.55-0.65 0.5-0.85 电焊设备 锻压设备 工业电热 0.55-0.65 0.65-0.75 0.5-0.8 金属加工 铸钢铸铁 家用电器 0.5-0.75 0.70-0.80 0.3-0.7 提升、皮带 水泵风机 照明电器 负荷自然功率因数：无功补偿前负荷的功率因数 cosj =P/S 典型负荷功率因数表： 2.提高功率因数的意义 功率因数相关规定 《供用电规则》第26条6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，设计和装置无功补偿设备，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。 “用户在当地供电局规定的电网高峰负荷时的功率因数应达到下列规定： “高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为0.90以上； “…… “凡功率因数不能达到上述规定的新用户，供电局可拒绝接电。 “功率因数调整电费按国家批准的《电、热价格》的规定执行。” 减少电能损耗 提高电压质量 增加设备输电能力 提高电力系统稳定性 无功补偿的作用 功率因数相关规定 ?水利电力部关于颁发《电、热价格》的通知规定 “四、大工业电价 “（二）电价构成：大工业电价包括基本电价、电度电价和力率调整电费三部分。 “电度电价是指按用户用电度数计算的电价。 “基本电价是指根据用户用电容量计算的电价。 “力率调整电费是根据用户力率水平的高低减收或增收的电费。” 以0.90为标准值的功率因数调整电费表 功率因数调整电费办法规定 减收电费 增收电费 实际功率因数 月电费减少％ 实际功率因数 月电费增加％ 实际功率因数 月电费增加％ 0.90 0.00 0.89 0.5 0.75 7.5 0.91 0.15 0.88 1.0 0.74 8.0 0.92 0.30 0.87 1.5 0.73 8.5 0.93 0.45 0.86 2.0 0.72 9.0 0.94 0.60 0.85 2.5 0.71 9.5 0.95~1.00 0.75 0.84 3.0 0.70 10.0 0.83 3.5 0.69 11.0 0.82 4.0 0.68 12.0 0.81 4.5 0.67 13.0 0.80 5.0 0.66 14.0 0.79 5.5 0.65 15.0 0.78 6.0 功率因数自0.64及以下，每降低0.01电费增加2％ 提高功率因数的意义 容量 （kVA） 利用 系数 自然 功率因数 目标 功率因数 电价 元/kW 利率 系数差 月节省电费（元） 年节省电费（万元） 10000 0.8 0.85 0.95 0.65 3.25 103428 124 100