（已结贴）电源电器擂台第123期——功率因数的改善 点击：3422 | 回复：32
提高功率因数可以提高电力系统的供电能力，提高供电质量，降低企业产品的成本。因此提高功率因数具有重大的经济意义。本期擂台请你谈谈提高功率因数的方法。
本期擂台 针对以上问题进行阐述，阐述最详细，原创最多的获一等奖。
工控电源电器擂台两周一期。
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电力系统中，用户功率因数的变化直接影响系统有功和无功率的比例变化。如果用户的功率因数过低，就要求发电机多发无功功率，以达到功率平衡。而发电机多发无功功率时，则会影响它的有功功率的输出，这是很不经济的。因此，各供电部门对用户负荷的功率因数都有一定的要求。此外，提高用户的功率因数，可以减少由于远距离输送无功功率而在线路中造成的功率损失。因为线路损失不仅与输送的有功功率有关，还与输送的无功功率有关。同样的道理，由于用户功率因数的提高也可以减少电网中的电压损耗，使用户的受电电压质量得到改善和相应提高。因为电力系统向用户供电的电压是随着线路所输送的有功功率和无功功率变化而变化的。当线路输送一定数量的有功功率时，如输送的无功功率越多，线路的电压损失越大，送至用户端的电压就越低。当用户功率因数提高以后，它向电力系统吸取的无功功率减少，因此电压损失也要减小，从而改善了用户的电压质量。提高用户的功率因数，无论是整个电力系统，还是对用电单位，都是大有好处的。
供配电系统中的用电设备，如电动机变压器等，多是根据电磁感应原理工作的，属感性负载，在运行过程中都存在功率因数偏低问题。功率因数偏低，要想满足用户用电的需要，势必要增加设备容量和投资。功率因数偏低严重影响了电压的质量，增加了电路中损耗。按照＜＜国家供电规则＞＞规定，高压供电的工业企业的平均功率因数不低于０．９５，其它单位不低于０．９，因而，凡未达到上述要求的单位，必须进行无功补偿。提高功率因数的方法一般是并联电容器。
TSC 低压动态无功补偿是采用晶闸管作为开关，投切电力电容器组、实现无功补偿的装置。该装置能有效改善用电负荷的功率因数，具有显著的节能效果；同时在 TSC 系统中采用特定的电感器，可有效防止谐波放大、有效吸收大部分谐波电流，达到谐波治理的目的。如果使用普通的接触器投切电容器组，带来的是大的浪涌电流、慢的补偿时间、高的维护费用和短的使用寿命，我们推荐在以下场合必须使用 TSC 动态补偿柜：
1. 不稳定负荷的无功功率补偿工厂使用大量的非同步电气设备，无功功率损耗变化大、不稳定，如塑料工
厂使用的挤塑机、注塑机，以及其他行业的升降机、冲压机、电梯、破碎机、电焊机、矿山传送带等。负载具有快速或极快的无功功率变化，如汽车制造厂、摩托车制造厂等点焊机、缝焊机、焊接机的无功补偿。汽车制造厂点焊机负荷变化极为快速，并且引发大量的无功功率，总电压值的减少会导致电焊质量差并影响焊接的生产效率，稳定电流能提高焊接质量、消除闪烁，充分地利用现有设备、减少基本费用开支。
2. 大量电动机启动电流集中补偿电动机启动期间电流消耗量为正常工作的 6-7 倍，启动电流大部分是无功分
量，用常规的 PFC 系统无法补偿导致很大的电压跌落，而 Elspec 系统能够跟随这无功电流，补偿并把它减小到符合需要的范围。在高等级电网中通过最佳容量投入，减少了无功电流的瞬时损耗，保护了用电设备。在很多场合由于 Elspec 动态补偿产品的使用，取代了原有的降压启动、或者是电机软启动器。
3. 区域发电站/发电机无功功率补偿区域发电站（如柴油发电机、风力发电机），发电机没有足够的容量经受住
负载的变化，在某场合下负载变化比较大，发电机工作于容性负载而常规无功补偿系统来不及关断，可引起发电机输出电压瞬时跌落、或者过激励将使发电机电压抬高，这将危及其他负载及电容器。采用动态无功补偿装置，在设备启动、切除的时候稳定电压，在设备工作时明显提高发电机带负载能力。
4.钢铁厂、港口设备无功补偿
钢厂轧机、港口桥吊、工厂吊车等场合，工作周期内需要大量无功能量，高的无功电流损耗可以在变压器的高压侧和低压侧导致明显的电压降落，特别在轧机轧制、吊车起升下降的过程中闪变、电压波动非常明显。对于功率因数低、大型电感性负载变化而对其它设备的正常运转造成影响的场合，完成全部无功补偿，动态稳定电压、提高负荷能力、消除闪变波动、有效滤除谐波，整流变压器温度大幅降低，节电效果非常显著、经济效益极为可观。
5.电气化铁路的应用
电气化铁路具有很长的变配电系统和快速变化的负载，导致了电网中明显的电压降落和电压闪变。进行动态无功补偿与滤波技术的综合应用，解决牵引变电所电网功率因数低、谐波含量高、电压波动与闪变，对供电电网干扰、对周边工
厂用电设备干扰等问题，减小系统损失和维修费用、提高系统带负载的能力、减少变压器容量使用动态无功补偿产品，效果非常明显。
6.品质优秀的无源滤波特性
快速电容滤波柜有多种形式：串 7%电抗、14%电抗的方式可以防止系统谐振、同时具有滤波功能；使用调谐回路、分支滤波的方式针对 5th、7th 等主要次数的谐波，在有些情况下经过仿真使用一个滤波支路就可以解决问题。先进的控制方式结合独特的结构设计，避免电抗器发热、电容器特性漂移，具有低成本的维护费用、长时间的稳定滤波特性。
在论坛关于擂台停赛之前，偶抓紧来整几句——不为拿奖，只为留个纪念。
偶是弱电仪表工，对于强电所知甚少，不过对于
强电的认知心中有一些疑惑，不吐不快。
这期论道参与者个个是高手，所说内容专业详尽，不过偶还是有一些问题，请高手们指教。
提高功率因数可以提高电力系统的供电能力，提高供电质量，降低企业产品的成本。
提高功率因数能够提高电力系统供电能力，这个偶认同，不过降低企业产品成本偶不理解啊。
功率因数的提高 ，能够降低企业产品成本？
企业产品成本的降低，偶感觉应该提高能源使用效率，而不是提高功率因数。
功率因数，只是改善电源中容抗和感抗的匹配关系，让输电线路从宏观上看是纯阻抗，这样能够提高输电线路的使用量及效率。说白了还是提高了效率。
不过输电线路输送能源效率的提高，与用电企业产品成本有啥关系？收益的是输电方——电业局吧，人家的能源输送效率提高了，当然人家收益了，与你使用方有啥关系，难道电业局给你嘉奖？给你分成？
对于企业来说，降低能源成本的关键是提高能源使用率及效率。当然有人说企业内部也有输电线路，提高这一块的输电效率也是节省成本，可是企业内部的输电线路有多长？而且大部分都是埋地或架空铜芯线缆，其感抗又有多少？甚至呈现容抗的特性，因此企业内部通过提高功率因数来减少线路损耗的做法是花大钱收益小。
企业内部应该重视的是能源的使用效率，而不是去提高那一点半点的功率因数。从整个宏观看我们的能源使用效率有多少可以提高的空间，难度又有多少，小到办公室的长明灯，大到电机大马拉小车的满负荷空转，还有各种生产过程中的浪费，所有的这一些，偶感觉从随便一处地方下手，都可以节省大量的能源，都可以减少产品的能源消耗，都有很大的经济意义。
大家都说外国的产品价格低，中国的产品成本高，除了高额的税收外，我们的产品单纯的能耗就可以与发达国家相竞争了么？我们单位产品的能耗只靠提高功率因数就能够追赶上发达国家了么？
我们需要改变的是提高机械乃至整个生产系统的效率，我们需要改变的是提高我们节约的意识，一台电机低效率运行与高效率运行的节能空间有多大，能够节省的成本有多少，估计没有专家去研究。
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