提高功率因数 节约电力能源

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摘要：寻求提高施工用电功率因数措施，避免惩罚性罚款，提高施工用电效率，为使企业项目创造效益。本文作者通过进行调查、探讨、实践并得出结论，提高功率因数，节约电力能源的措施以供类似施工工程、工厂参考。

关键词：用电；功率因数；提高；措施。

中图分类号： F407.61文献标识码：A 文章编号：

一、项目概述

茂名热电厂1×600MW “上大压小”燃煤汽轮发电机组工程项目施工中，使用的施工电源取自茂名市供电局市用电，其施工工区有水工工区、生活区、混泥土搅拌站、钢筋厂、物管中心等。主要负荷使用机具为打桩机、焊机、切割机、钢筋加工机、龙门吊、塔吊等机械设备，因此大部分负载为感性设备负载，且较多时候没有负荷，为空载状态。本工程工期较长，每月电费高达十几万元，且电费都因功率因素过低，导致供电局的力率罚款。为节约电费成本，响应国家节约能源政策及原则，项目部明确了采取节能降耗措施的需要。

二、现状调查

(1)施工用电调查

2010年9月份水工部施工用电情况汇总成9月份施工用电情况表（见表1，此表数据来自供电局收取电费发票）。

表1、

(2)外部信息搜集

根据国家电力监管部门力率因素调整电费知识宣传信息，其罚款系数见（表2）。

表2、

注：该表已作部分省略处理。

根据电力监管相关部门提供的功率因数调整电费增减查对表，可知需罚款电费高达总电费的37%，总费用为13041.70元。其中罚款电费为3426.74元。根据供电局提供的其他区域发票及计算统计，其9月份电费约为156780元，其中罚款电费约为43900元。

但是同时也了解到，当用电功率因数达到0.85时可免罚款，高于0.85可以获得奖励。用电功率因数越高，奖励系数越大。

三、原因分析

根据降低功率因数原理:①提高异步电动机负载，减少电动机欠载、空载率；②降低感性电流影响。

从人、料、机、法、环五个方面，用因果关系图进行分析功率因素低的原因（图一）。

分析功率因数低的原因及措施（表3）

表3、

四、措施实施

针对未采用电容补偿，指定专人研究分析电容补偿的原理，制作安装电容补偿器。

（1）电容补偿方式选择

电容补偿方式有三种：高压集中补偿、低压分散补偿、低压成组补偿。高压集中补偿补偿范围小，投入小。低压分散补偿补偿范围最大，效果最好，但投资大，利用率不高。低压成组补偿补偿范围较大，投入适中，运行维护方便。因此，选择低压成组补偿。

（2）设备的选择

1）投切方式选择

电容投切有两种，即人工投切和自动投切。因施工用电功率因数变化大，人工投切操作繁重，无法实现及时准确投切，自动投切方式自动跟踪功率因数，合理选择投切电容，准确快速。因此选用JKG系列无功功率自动补偿控制器，该控制器能随意设定投入门限、投入延时、切除延时、过压门限、过压延时、欠流切除等参数，能自动跟踪功率因数变化合理选择电容组数，还能在功率因数超前时快速切除已投电容。

2）电容器选择

BSMJ0.4-20-3型自愈式移相电容器额定工作电压400V，容量20千乏，三相三角形接法，具有自放电功能，最高过电压110％额定电压（每24小时不超过8小时），最高过电流130％额定电流，符合使用要求。因此，选用10组BSMJ0.4-20-3型自愈式移相电容器。

其他配件选择

户外配电箱1台；总开关（NM1-400/3300350A）1把；电互感器（LMZ1-0.5 300/5）3只；空气开关（DZ47-60/3 D45）10个，接触器（CJ19-32220V）10个；电流表（6L2-A300/5）3只；氧化锌避雷器（F-0.22KV）3只；采样用电流互感器（400/5）1只，信号灯10只。配线若干米。

接线

接线详见电容补偿器接线及实物图（图二）。

（3）建立巡检制度

由工程部牵头，建立巡检制度并实施。①确定巡检人员，由持证电工巡检，保证电容补偿器良好的运行功况。②确定巡检时间，上班、下班前各检查一遍，雨天中午上班前增加检查一次。③与厂家保持良好的沟通，在设备（特别是电容）出现故障时，第一时间得到厂家技术支持。

五、效果检查

（1）补偿效果

通过以上措施，用电功率因数有了较高的提高，由0.49提高到0.97，已经有两组电容投入补偿，提高的幅度较大（图三）。

图三、补偿后控制器显示效果

（2）节约施工成本

水工工区电量估计为50万千瓦时，补偿后功率因数从0.49提高到0.97。即使不计算补偿后损耗减少增加的收益，仅从功率因数奖罚就获得很高的经济回报。功率因数0.49情况下，根据功率因数调整电费增减查对表（表2），可以查得需在标准电费外额外多交37%的电费：

实交电费＝用电量×标准用电单位×（1＋奖罚额 %）

＝500000×0.8105×（1＋37%）

＝555192.5 （元）

功率因数0.97情况下，根据功率因数调整电费增减查对表（表2），可以查得需在标准电费外额外奖励1.10%的电费：

实交电费＝用电量×标准用电单位×（1＋奖罚额 %）

＝500000×0.8105×（1－1.10%）

＝400792.25 （元）

电容补偿装置购置费用为7000元。

经济效益：555192.5－400792.25－7000＝147400.25 （元）

（3）改善用电质量，促进施工顺利进行

电压趋于稳定，电压波动明显减少，改善施工用电质量，有利施工机具安全使用，延长施工机具寿命。促进施工顺利进行，保证按计划施工，为整个项目施工做好支援。

推广应用

根据水工工区施工用电采用电容补偿所取得的效果，该措施应用到其他工区，及本单位其他施工工地。

六、结语

功率因素低的情况下对用电户及电力企业都是十分不利的， 其主要方面有：降低发电、供电设备能力，降低用电设备的利用率，增大设备投资；增大系统电压损失，容易造成电压波动，电能质量严重下降，用电设备寿命受影响，企业产品质量下降；大大增加电能输送过程的损耗（因设备出力不变的情况下，功率因素越低所需电流越大，电能损失自然增大，P=UICOSφ）；增加用户电费费用等。因此在我过，提高功率因数是我国电力监管部门大力支持的一项基本政策。希望本论文给相关用电企业一些参考。

参考文献：

[1]《电路》中国电力出版社 杨欢红、杨尔滨、刘荣晖编

[2]《电路原理》清华大学出版社陆文娟 编

[3]电力监管部门相关规定

[4]JKG系列自动补偿装置厂家说明书