无功补偿及电能计算

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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