1、功率因数对供电系统的影响

在供电系统中输送的有功功率维持恒定的情况下，无功功率增大，即供电系统的功率因数降低将会引起：

（1）增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗。若设备的功率因数降低，在保证输送同样的有功功率时，无功功率就要增加，这样势必就要在输电线路中传输更大的电流，使得此输电线路上有功功率损耗和电能损耗增大。

（2）系统中输送的总电流增加，使得供电系统中的电气元件，如变压器、电气设备、导线等容量增大，从而使工厂内部的起动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。

（3）功率因数过低还将使线路的电压损耗增大，结果负荷端的电压就要下降，甚至会低于允许偏移值，从而严重影响异步电动机及其它用电设备的正常运行。特别在用电高峰季节，功率因数太低会出现大面积地区的电压偏低，将给工农业生产，造成很大的损失。

（4）使电力系统内的电气设备容量不能充分利用，因为发电机或变压器都有一定的额定电压和额定容量（亦即额定电流），在正常情况下，这些参数是不容许超过的，若功率因数降低，则有功出力也将随之降低，使设备容量不能得到充分利用。

综上可知电力系统功率因数的高低是十分重要的问题，因此，必须设法提高电力网中各有关部分的功率因数。目前供电部门征收电费将用户的功率因数高低作为一项重要的经济指标，《全国供用电规则》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，以及100kVA(kW)及以上的电力用，户功率因数为0.90以上，其他功率因数不低于0.85。供电部门将根据用户执行的情况在收取电费时，分别作出奖励、不奖不惩、罚款等处理。总之，督促和帮助用户采取措施提高功率因数，是供电部门的责任。对功率因数未达到上述规定的新用户，供电部门可拒绝接电；未达到上述规定的现有用户，应在两、三年内增添无功补偿设备，以达到上述规定；对长期不增添无功补偿设备又不申明理由的用户，供电局可停止或限制供电。

 供电部门对用户功率因数的要求  cosφ≥0.9

  自然功率因数是指未装设任何补偿装置的实际功率因数。提高自然功率因数，采用科学措施减少用电设备的无功功率的需要量，使供配电系统总功率因数提高。

①合理选择电动机的规格、型号

②防止电动机空载运行

③保证电动机的检修质量

④合理选择变压器的容量

⑤交流接触器的节电运行

(2) 人工补偿功率因数

   ●并联电容器

   ●同步电动机补偿

   ●调相机(仅发无功功率的同步发电机)补偿  

   ●动态无功补偿

三、并联电容器补偿

1、并联电容器的型号

并联电容器的型号由文字和数字两部分组成，型号各部分所表示的意义如下：

例如：BW0.4-12-1型即为单相户内型十二烷基苯浸渍的并联电容器，额定电压为0.4kV、容量为12kvar。

2.补偿容量和电容器台数的确定

（1）采用固定补偿

                   Qcc=Pav（tgφav1－tgφav2）   

式中，Qcc为补偿容量；Pav为平均有功负荷，Pav =αPc或Wa/t，Pc为负荷计算得到的有功计算负荷，α为有功负荷系数，Wa为时间t内消耗的电能； tgφav1为补偿前平均功率因数角的正切值；tgφav2为补偿后平均功率因数角的正切值；

（2）采用自动补偿

           Qcc=Pc（tgφ1－tgφ2）

N=Qcc/Qcn

例2-6  如某一工厂的计算负荷为2400kW，平均功率因数为0.67。要使其平均功率因数提高到0.9（在10kV侧固定补偿），问需要装设多大容量的并联电容器？如果采用BWF-10.5-40-1型电容器，需装设多少个？

解  tgφav1=tg(arccos0.67)=1.1080

         tg φav2=tg(arccos0.9)=0.4843

Qcc=Pav（tgφav1－tgφav2）

              =0.75×2400×(1.1080-0.4843)＝1122.66kvar

        n= Qcc /qcN=1122.66/40=28个

考虑三相均衡分配，应装设30个，每相10个，此时并联电容器的实际值为30×40=1200kvar，此时的实际平均功率因数为0.91,满足要求。

四、并联电容器的装设与控制

1.   并联电容器的结线

不同的接线方法其补偿的总容量不同：

△形结线时 Qc=Un×Un×ω×C×0.001

Ｙ形结线时 Qc=3×Un×Un×ω×C×0.001

高压电容器组接Ｙ形；容量较小(<450Kvar)或低压电容器组接△形。

2.  并联电容器的装设地点

(1)  高压集中补偿

    高压集中补偿是指将高压电容器组集中装设在工厂变电所的6~10kV母线上。

补偿范围小，运行维护方便，投资少，利用率高，大中企业用。

(2)    低压集中补偿

低压集中补偿是指将低压电容器集中装设在车间变电所的低压母线上。

补偿范围中，经济，维护方便，用户普遍应用。