電能是企業的必耗成本，與企業效益息息相關。那么用電企業怎樣才能提高電能的利用率和使用效率，保證電能質量，從而最大限度地降低在此方面的損失呢？

 無功電源同有功電源一樣，是保證電能質量不可缺少的組成部分。在電力系統中應保持無功平衡，因此解決用電系統無功容量不足，裝設無功補償設備，提高功率因數，對于用電企業的降損節電、用電系統的安全可靠運行有著極為重要的意義。

徐州特電電氣有限公司是無功補償裝置的專業生產廠家，多年的工作實踐中我們積累了很多寶貴的經驗。在這里我們把它整理出來與同行及企業共同分享。

一、 無功補償的效益

1、 降低線損和變損方面

對于企業而言，線損主要在低壓線路。安裝無功補償裝置后功率因數提高，線路電流會下降，這樣線路損耗降低，變壓器的有功損失也會降低。

  對于高壓計量的用戶，在低壓側安裝無功補償裝置，可降低安裝點與計量點間的線損，其線損降低量與安裝點的位置有關。如下圖，C為高壓集中補償裝置，C1、C2為低壓集中補償裝置，C3、C4為單獨就地補償裝置，M為交流電動機。安裝低壓集中補償裝置C1，降低的線損為A、D間，但線損要分段計算，分A、C段的線損與C、D段的線損，因為這兩段流過的電流是不同的。安裝低壓集中補償裝置C2，降低的線損為A、B間的。安裝單獨就地補償裝置C3、C4，降低的線損業要分段計算。如果安裝高壓補償電容器，降低的線損為計量點之前的，這部線損不在用戶的范圍內。

  對于低壓計量的用戶，計量點雖然在變壓器的二次側，但電業部門考核時以變壓器一次側的考核點為準。如下圖，同樣補償裝置安裝在不同的位置降低的線損也是不同的。

  由以上兩圖可以看出：單獨就地補償的效果最好，但補償點分散，不便于維護。

  安裝補償裝置后，可以降低安裝點前變壓器的有功損失，所以低壓補償對降低變壓器的有功效果最好。變壓器的有功損失包括鐵損和銅損兩部分，鐵損與一次側電壓的平方成正比，一次側電壓基本不變，所以鐵損可認為是不變的有功損失；銅損與二次側電流的平方成正比，二次側電流是隨負載變化的，所以銅損可認識是可變的有功損失。

  線損節電量=（P/UL）2×（R×T/1000）×（1/COS2∮1-1/COS2∮2）

  變壓器銅損節電量=K×PK×A2/T1×S2×（1/COS2∮1-1/COS2∮2）

  線損降低率=〔1-（COS∮1/COS∮2）2〕×100%

  變壓器銅損降低率=〔1-（COS∮1/COS∮2）2〕×100%

  線損降低率與變壓器銅損降低率是相同的。

  用電企業的自然功率因數一般在0.7左右，功率因數從0.7提高到0.95以上線損降低率和變壓器的銅損降低率如下表

其中：

R：線路電阻，Ω  P：線路傳輸的有功功率。KWT：設備運行時間，h  UL：線路線電壓，KV

 COSΦ1、COSΦ2：補償前后的功率因數

K ：負荷系數（一班制3.6;二班制1.8;三班制1.2）

PK:變壓器銅損, KW  T1:變壓器運行時間,h

 A:用戶變壓器二次側有功用電量,KWH

  S:變壓器額定容量,KVA

2、 提高設備使用效率

南山有一用戶，變壓器容量為250KVA，平時總電流為280A，功率因數為0.7，現在要增加75KW的電動機。如果不采取措施的話，變壓器的容量不夠用，須更換變壓器。

  我公司根據實際情況，采取如下解決方案：

  在該變壓器二次側對現有設備進行集中補償，補償后功率因數提高，變壓器的出力增加。總電流為280A時變壓器所帶負載為

   P=√3UI cos ∮=√3×0.4×280×0.7=136KW

   加上75KW的電動機總負載為211KW。進行無功補償只要把功率因數提高到0.844便可達到增容的目的?？紤]到其它的原因，功率因數提高到了0.95。這樣無需更換變壓器便能增加75KW的電動機。

   變壓器出力增加率=（COS∮2/ COS∮1-1）×100%

3、 提高電壓

在一定的電壓下向負載輸送一定的有功功率時，負載的功率因數越低，通過輸電線的電流越大，導線阻抗的電壓降落越大，這樣負載的端電壓就低，使設備得不到充分的利用。

在線路中電壓損失ΔU的計算公式如下：

ΔU=PR+QXL/1000U（KV）

式中

P：有功功率，KW  Q：無功功率，KVAR

U：額定電壓，KV  R：線路總電阻，Ω

XL：線路感抗，Ω

由上式可見，當線路中的無功功率Q減少以后，電壓損失也就減少了。

徐州  塑膠有限公司，設備端電壓僅為360V，設備啟動困難，啟動電流大，經常出現設備燒壞現象。我公司根據實際情況進行低壓集中補償和單獨就地補償后電壓提高了40V。很好地解決了上述問題，不僅穩定了電壓質量，而且電動設備的維護量大大減少，為生產提供了良好的保障。

 按提高電壓確定補償容量

 QC=ΔUU2/X（KVAR）

 式中ΔU：需要提高的電壓值，V

 U2：需要達到的電壓值，KV

 X：線路電抗，Ω

4、罰款與獎勵

 全國供電規則規定，高壓供電的工業用戶和高壓供電裝有帶負荷調整電壓裝置的電力用戶，功率因數為0.9以上；其他100KVA（KW）及以上電力用戶和大中型電力排灌站，功率因數為0.85以上；農業用電，功率因數為0.8以上。凡是功率因數達不到上述規定的用戶，電業部門對其加收一部分電費—力率電費；如果功率因數超過上述規定的用戶，電業部門會對其減收一部分電費--獎勵電費。具體按照《功率因數調整電費辦法》執行。
   高壓計量的用戶：

力率電費=（電度電費+基本電費）×罰款比例

獎勵電費=（電度電費+基本電費）×獎勵比例

低壓計量用戶：

力率電費=電度電費×罰款比例

獎勵電費=電度電費×獎勵比例

電度電費是指動力電費，不包括照明電費，照明是不收力率電費的。對于低壓計量的用戶電度電費中還包括線損電費和變壓器的有功損失電費。高壓計量的用戶當變壓器的容量超過315KVA時收基本電費，基本電費是按變壓器的容量來收取的。

睢寧居民小區，月用電量為20萬度，控制器上顯示功率因數為0.998，但仍然有力率電費。經我公司的分析：原來此用戶有燈力比為9：1，參與力率電費計算的動力電量僅為2萬度，實際功率因數僅為0.85，此用戶執行0.9標準，所以仍有力率電費。要想消除力率電費，必需把無功控制在1萬度以內，從而消除力率電費。

二、 低壓無功補償裝置

據統計，我國電網電能損耗40%以上發生在低壓側，低壓配電系統中的損耗有10%-30%是無功損耗，解決電網在運行中產生無功損耗的方法很多，其中使用并聯電容電器進行補償是比較簡便、經濟的一種。采用電力電容器進行補償就涉及到電容器的質量、投切電容器的開關、控制電容器投切的無功補償控制器三方面的問題。

1、 控制器

控制器是補償裝置的核心器件，大多數補償裝置不能正常運行，多數由控制器引起JKGW-73W智能型無功補償控制器是我公司研制的新一代無功補償裝置的配套產品，也可做為測量儀表單獨使用。它采用先進的控制理論和策略及獨特的安裝操作方式.它克服了以往用戶提出的控制器功率因數測量精度范圍小和控制器誤動作等缺陷,保證以少數的動作次數，取得最佳的補償效果,特別適用于技術要求較高、需無人值守、負荷變化劇烈及供電環境較惡劣的場所。與在用電企業常見的控制器相比，有如下優點：

（1）、采系統一相電流，另兩相電壓，以無功功率為投切信號，杜絕了投切振蕩。而常見的控制器以功率因數為投切信號，在系統功率因數較高或較低時容易產生投切振蕩。

（2）、TDDK-智能型無功補償控制器控制能檢測到系統電壓諧波百分比，通過設置，當諧波在一定范圍內，裝置可正常工作。

（3）、常見的控制器在系統功率因數很低時，其自適應功能較差，致使其不動作，達不到補償的目的。而TDDK-智能型無功補償控制器無此現象。

（4）、常見的控制器在系統負荷全部停止的瞬間有繼續投入電容器的現象。這樣就使補償精度降低。而TDDK-II智能型無功補償控制器能實時跟蹤負荷的變化進行補償不會出現這樣的現象。

  2、投切開關

  通過調查了解，發現大多數用電企業使用的是老式的電磁式接觸器，觸點易粘連、燒蝕，補償精度低，仍然存在力率電費。

   我公司采用的是—無觸點可控硅模塊。是一種能夠對電容器進行快速投切的電子型功率器件，該裝置主電路采用反并聯晶閘管模塊，并附有過零模塊、溫空開關、風扇等器件。本裝置安裝、接線、維護簡單方便，投切電容器時無涌流、無過電壓，工作時無噪聲，是取代老式無功補償裝置電磁式接觸器的首選產品。主電路采用兩只反并聯的晶閘管組成可控硅模塊，觸發電路采用過零模塊控制。在控制器發出觸發命令后，該模塊能自動捕捉晶閘管兩端電壓，當電壓在2-6V范圍內，觸發晶閘管，使晶閘管導通投入電容器。投入瞬間產生的涌流僅為電容器額定電流的1.5-1.7倍。當控制器檢測到系統過補時，觸發命令中斷，晶閘管可控硅自然關斷，由于不存在觸點，無電弧重燃，電網電壓與電容器端電壓迭加不上，從而控制了過電壓的產生。與老式電磁式接觸器作為電容器的投切開關相比，動用響應快，使補償效果更好。由于很好的控制了涌流過電壓，使裝置運行更可靠。另外，MTC無觸點可控硅模塊采用兩閥三控（A、C相受控，B相不受控），從而降低了裝置的成本和晶閘管運行時產生的功耗。無觸點可控硅模塊所有的元件都安裝在專用的散熱片上，而且還采用了過熱保護裝置—溫控開關+風扇，當溫度超過55℃時，溫控開關閉和，啟動風扇，加快散片的散熱速度。

   可見，進行合理的無功補償，選擇高質量的器件，的確是一條投資小、見效快、能較大幅度地降低線損、提高設備利用率、改善電壓質量、提高功率因數、為用戶消除力率電費的有效途徑。電時國民經濟中重要的能源，節能降損又是各行各業的大勢所趨，真誠的希望我國無功補償事業蓬勃發展，為企業和社會真正帶來效益。