功率因數提高對大銅公司的影響

倪成

摘 要：功率因數的高低涉及發(fā)電設備和用電設備等能否充分利用電能，提高功率因數可以充分利用電源設備的容量，改善供電質量，降低線路損耗，是緩和電能供需矛盾，減少企業(yè)經濟支出的有效措施。因此，提高供電系統(tǒng)的功率因數有其重要意義。

關鍵字：功率因數 有功功率 無功功率 視在功率

以下，主要從線路有功損耗、變壓器銅損、變壓器容量三個方面介紹功率因數提高給公司帶來的影響。

第一，線路有功損耗與功率因數的關系

由于線路使用的導線存在著電阻，電流通過線路時，線路自身要產生有功功率損耗，其有功功率損耗又與電流平方成正比，線路與輸送一定的有功功率時，線路的電流又與功率因數成正比，所以，線路在輸送一定的有功功率時，線路自身產生的有功功率損耗與功率因數的平方成反比，提高功率因數就能降低線路的有功功率損耗，由于輸送一定負載時線路的有功功率損耗可以用下式表示：

提高功率因數前后線路的有功功率損耗可以分別表示為：

式中：△P—線路的有功功率損耗，KW

I—線路輸送的電力，A

△P1、△P2—功率因數提高前后線路的有功功率損耗，KW cosφ1、cosφ2—無功補償前后的功率因數

P—線路輸送的有功功率，KW

R—線路的電阻，Ω

U—線路的額定電壓，KV

根據式（3）（4）可知，功率因數提高后線路有功功率損耗下降的百分數可以表示為：

以公司35KV高壓輸電線路為例：

改造前的功率因數cosφ1為0.91，改造后的功率因數cosφ2為0.95以上，把這兩個數據帶入式（4），可以得出減少的有功線損為改造前的9.17%。那么改造前的線路有功損耗△P1為多少呢，根據公司的實際供電情況進行統(tǒng)計，日平均的有功功率P約為2500KW，線路電阻約為1.68Ω，額定電壓V為35KV，將以上數據代入式（2）可知：改造前的線路有功損耗△P1約為10.35KW，那么改造后減少的線路有功損耗約為1KW。因此，就35KV這條輸電線路而言，一年大概可以節(jié)約8760KW。

根據式（4）可知，改造前后功率因數差距越大，有功功率損耗下降的百分數就越大，這次功率因數改造的輸電線路的功率因數絕大多數在0.85左右，改造以后功率因數都提高到了0.99，一共又改造了7條輸電線路，所以經過功率因數整改，在線有功損耗上的節(jié)約是遠大于8760KW的。

第二，變壓器的銅損耗與功率因數的關系變壓器在運行中，輸出一定的有功功率時，其銅損耗和變壓器所帶的負荷視在功率的平方成正比，而視在功率又與變壓器的功率因數成反比，即可表示為：

提高功率因數前后變壓器的銅損耗可表示為：

式中S—變壓器輸出視在功率，KAV

S1、S2—提高功率因數前后變壓器的視在功率，KVA

P—變壓器輸出的一定有功功率，KW

Pk—變壓器銘牌額定銅損耗，KW

Pt1、Pt2—變壓器在提高功率因數前后的銅損耗，KW

Se—變壓器的額定容量，KVA

cosφ1、cosφ2—功率因數提高前后值

所以，提高功率因數前后的變壓器實際的銅損耗下降百分數可以表示為：

以公司的總變?yōu)槔?/p>

改造前的功率因數cosφ1為0.91，改造后的功率因數cosφ2為0.95以上，把這兩個數據帶入式（9），可以得出減少的銅損為改造前的9.17%。因為變壓器上的銘牌已經看不清楚了，所以在這里就不具體計算了，但是通過節(jié)約的百分數可知，提高功率因數節(jié)約的銅損也是很大的，況且這次整改了7臺變壓器的功率因數，也就是說7臺變壓器的銅損都有不低于9.17%的銅損節(jié)約。因此，提高功率因數對變壓器銅損上的節(jié)約也是不小的。

第三，變壓器需要容量與功率因數的關系

由于變壓器在輸出一定有功功率時，其需用容量（視在功率）與變壓器的功率因數成反比，所以當變壓器輸出一定有功功率時，功率因數提高就能減少變壓器的需用容量，從而提高變壓器的供電能力。提高功率因數后減少變壓器的使用容量△S可表示為：

式中，S1、S2—提高功率因數前后變壓器的視在功率，KVA

P—變壓器負載的有功功率，KW

cosφ1、cosφ2—功率因數提高前后值

以公司總變?yōu)槔?/p>

變壓器平均負載的有功功率P約為2500KW，功率因數提高前后cosφ1、cosφ2分別為0.91和0.95，將以上數據帶入式（11）可知，提高功率因數后減少變壓器的使用容量△S約為120KVA，也就是說，總變在提高功率因數后可以多帶120KW左右的負載?，F在的供電負荷越來越重，變壓器剩余的使用容量越來越小，尤其是在峰值的時候，變壓器供電壓力頗大，所以，提高功率因數降低變壓器的使用容量可以減小變壓器的供電壓力，確保變壓器可以更健康的

工作。

根據以上分析可以看出，提高功率因數對于節(jié)約電能，降低損耗，提高變配電設備的供電能力是極其有力的，因此，提高功率因數是非常有必要的。