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23、 供电部门在向用电单位(以下简称用户)输送的三相交流功率中,包括有功功率和无功功率两部分。将电能转换成机械能、热能、光能等那一部分功率叫有功功率,用户应按期向供电部门交纳所用有功电度的电费;无功功率为建立磁场而存在并未做功,所以供电部门不能向用户收取无功电度电费,但无功功率在输变电过程中要造成大量线路损耗和电压损失,占用输变电设备的容量,降低了设备利用率。因此,供电部门对输送给用户的无功功率实行限制,制订了功率因数标准,采用经济手段———功率因数调整电费对用户进行考核。用户功率因数低于考核标准,调整电费是
24、正值,用户除了交纳正常电费之外,还要增加支付调整电费(功率因数罚款);用户功率因数高于考核标准,调整电费是负值,用户可以从正常电费中减去调整电费(功率因数奖励)。 用电设备如变压器、交流电动机、荧光灯电感式镇流器等均是电感性负荷,绝大多数用户的自然功率因数低于考核标准,都要采取一些措施进行无功补偿来提高功率因数。安装移相电力电容器是广大用户无功补偿的首选方案。2 无功补偿的经济意义2.1 提高输变电设备的利用率 有功功率 当线电流I和线电压U一定时,功率因数cosφ提高后,有功功率P就提高了。供电
25、部门同样的变压器容量和输电线路就可向用户输送更多的有功功率。或者说,在输送同样容量的有功功率P时,当cosφ提高后,变压器容量就可以相应减小,输电线路可以相应减小导线截面,降低了设备投资和投运后的运行费用。当用户设法提高负载终端功率因数后,上述利益用户也将共享。2.2 降低电压损失,提高末端电压水平 输送功率的过程中,线路产生的电压损失为ΔU,可用下式计算式中:P———输送的有功功率,kW; Q———输送的有功功率,kV; R———线路导线、变压器绕组电阻,Ω; X———线路导
26、线、变压器绕组电抗,Ω; Ue———线路额定线电压,V。 由式(1)可见,电压损失包括有功部分损失(PR)及无功部分损失(QX)两部分,而且对于导线截面较大的架空线路来说,主要是无功部分损失。当采用无功补偿技术后,降低了Q,无功部分电压损失就明显降低了,从而提高了末端电压。2.3 降低线路损耗 电流在供配电线路及变压器绕组中传输过程将产生功率损耗。三相交流电输变配损耗功率ΔP由下式计算:式中:I———线路电流,A; U———线路电压,V; P———输送的有功功率,kW;
27、R———每相线路电阻,Ω。 由式(2)可见,ΔP与I的平方成正比,与cosφ平方成反比。所以在采取无功补偿后,电流减小了,cosφ提高了,可明显降低ΔP,达到降损节电的目的。2.4 减少电费支出2.4.1 减少基本电费支出 根据全国供用电规则规定,变压器容量在315kVA及以上的大工业用电户均实行两部制供电计费办法。用户向供电部门交纳电度电费外,还要按变压器容量大小交纳基本电费,标准为18元/kVA·月(按最大需量计费标准为27元/kVA·月)。基本电费与变压器容量有关,与用电量多少无关。因此通过合理的
28、无功补偿措施后,使用同样的有功功率,可以减少变压器容量,每月就可以减少基本电费支出。特别对一些因生产发展,用电负荷增加,计划购置较大容量的新变压器来置换原变压器,经过合理无功补偿后,原变压器就可能会满足新增用电负荷,这不但每月可以节支可观的基本电费,而且省去了购置新变压器的费用。2.4.2 减少功率因数调整电费支出 用户平均功率因数计算是根据无功电量及有功电量计算出来的,即式中:Wp———t时间内的有功电量,k
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