力率電費簡要分析

摘要：本文通過力率電費簡要分析，指出企業用電量大，用電設備功率大而自然功率因數較低時，必須從經營管理的角度加大重視力度，確保企業電力成本控制在合理的程度。

關鍵詞：力率電費 功率因數 有功功率 無功功率 視在功率 無功補償

力率電費是指電力用戶的用電功率因數低于或高于國家標準，國家電網公司依據國家有關規定懲罰性或鼓勵性的增收或減收的電費。

1.力率電費的鼓勵性質遠弱于懲罰性質。因為國家實施此項措施的目的在于，用最經濟的投資獲得電網電能質量和有效利用能力最優化。

2.在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數，用符號cosΦ表示，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S 。

3.在交流電路中，有電源供給負載的電功率有兩種：一種是有功功率，一種是無功功率。

⑴有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率，也就是將電能轉換為其他形式能量（機械能、光能、熱能）的電功率。比如：5.5千瓦的電動機就是把5.5千瓦的電能轉換為機械能，帶動水泵抽水或脫粒機脫粒；各種照明設備將電能轉換為光能，供人們生活和工作照明。有功功率符號用P表示，單位有瓦（W）、千瓦(KW)、兆瓦（MW）.

⑵無功功率比較抽象，它是用于電路內電場和磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。它不對外做功，而是轉變為其他形式的能量。凡是有電磁線圈的電氣設備，要建立磁場，就要消耗無功功率。比如40瓦的日光燈，除需40多瓦有功功率（鎮流器也需消耗一部分有功功率）來發光外，還需80乏左右的無功功率供鎮流器的線圈建立交變磁場用。由于它不對外做功，才被稱之為“無功”。無功功率的符號用Q表示，單位為乏（Var）或千乏(kVar)。無功功率絕不是無用功率，沒有無功功率，電動機就不會轉動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。

⑶在正常情況下，用電設備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。如果電網中的無功功率供不應求，用電設備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那么，這些用電設備就不能維持在額定情況下工作，用電設備的端電壓就要下降，從而影響用電設備的正常運行。

4.無功功率對供、用電也產生一定的不良影響，主要表現在：

(1)降低發電機有功功率的輸出。

(2)視在功率一定時，增加無功功率就要降低輸、變電設備的供電能力。

(3)電網內無功功率的流動會造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。

(4)系統缺乏無功功率時就會造成低功率因數運行和電壓下降，使電氣設備容量得不到充分發揮。

從發電機和高壓輸電線供給的無功功率，一般滿足不了負荷的需要，所以在電網中要設置一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設備才能在額定電壓下工作。這就是電網需要裝設無功補償裝置的道理。

有功功率是實際消耗的功率。P=UicosΦ

無功功率是與電源交換的功率。Q=UisinΦ

5.在實際中，提高功率因數意味著：

(1)提高用電質量，改善設備運行條件，可保證設備在正常條件下工作，這就有利于安全生產。

(2)可節約電能，降低生產成本，減少企業的電費開支。例如：當cos?=0.5時的損耗是cos?=1時的4倍。

(3)能提高企業用電設備的利用率，充分發揮企業的設備潛力。

(4)可減少線路的功率損失，提高電網輸電效率。

(5)因發電機的發電容量的限定，故提高cos?也就使發電機能多出有功功率。

6.電力系統向用戶供電的電壓，是隨著線路所輸送的有功功率和無功功率變化而變化的。當線路輸送一定數量的有功功率時，如輸送的無功功率越多，線路的電壓損失越大。即送至用戶端的電壓就越低。

國家電網公司為了保證供電質量，提高電網的利用效能，按國家有關規定要求用電戶提高功率因數。那提高功率因數對我們用戶端有什么好處呢？

(1)通過改善功率因數，減少了線路中總電流和供電系統中的電氣元件，如變壓器、電器設備、導線等的容量，因此不但減少了投資費用，而且降低了本身電能的損耗。

(2)借由良好功因值的確保，從而減少供電系統中的電壓損失，可以使負載電壓更穩定，改善電能的質量。

(3)可以增加系統的裕度，挖掘出了發供電設備的潛力。如果系統的功率因數低，那么在既有設備容量不變的情況下，裝設電容器后，可以提高功率因數，增加負載的容量。

舉例而言，將1000KVA變壓器之功率因數從0.8提高到0.98時：

補償前：1000×0.8=800KW

補償后：1000×0.98=980KW

同樣一臺1000KVA的變壓器，功率因數改變后，它就可以多承擔180KW的負載。

(4)減少了用戶的電費支出；透過上述各元件損失的減少及功率因數提高的電費優惠。

鑒于提高功率因素對供電企業和用戶都是非常有好處的事情，所以，國家從節約資源和減少浪費的角度出發，用行政法規的手段對電網功率因素運行的質量加以限制。目前就國內而言功率因數規定是必須介于電感性的0.9～1之間，低于0.9時就要進行處罰。用電量較大的企業，必須重視用電管理，確保電力成本最小化；為提升企業產品的市場競爭力提供低成本優勢和企業核心競爭力。