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【摘要】工矿企业使用大量的感应电动机和变压器等用设备，功率因数通常在0.7左右，电网除共给有功功率外，还需供给大量的无功功率。为此必须提高工矿企业用户的功率因数，减少对电源系统的无功功率需求量。
【关键词】工矿企业；电动机；功率因数
一、提高功率因数的意义
1、提高电力系统的供电能力。在发电，输电，配电设备容量一定情况下，用户的功率因数越高，则无功功率越小，所需视在功率就越小，这样同样容量的供电，配电设备，可向更多的用户提供电能。
2、减少供电网络中的电压损失，提高供电质量。用户的功率因数越高，在同样有功功率的情况下，线路中的电流就越小，用电设备的端电压就越高。
3、减少供电网络的电能损耗。在线路电压和输送的有功功率一定的情况下，功率因数越高，电流就越小，则网络中的电能损耗就越少。
可见，提高功率因数可以充分利用现有的变电，输电和配电设备，保证供电质量，减少电能损耗，提高供电效率，因而具有显著的经济效益。为此，我国电力部门实行电费奖惩制度，一般对于cos>0.9的用户给予奖励，而对于cos<0.9的用户给予罚款。
二、提高功率因数的方法
1、提高负荷的自然功率因数
通过采取技术措施，改进用电设备的运行情况来提高负荷的功率因数的方法称为提高负荷的自然功率因数。提高自然功率因数的方法有：
（1）正确选择并合理使用电动机，使其不轻载或空载运行。在条件允许时尽量选用笼型异步电动机。
（2）合理选择变压器容量，适当调整其运行方式，尽量避免变压器空载或轻载运行。
（3）对于容量较大，且不需调速的电动机（如矿井通风机），尽量选用同步电动机，并使其运行于过励磁状态。因为同步电动机运行于过励磁状态时呈容性负载，能补偿线路上其他感性负载的无功功率。
2、人工补偿法提高功率因数
若自然功率因数不能满足要求，因采用人工补偿法来提高功率因数。目前工矿企业广泛采用并联电容器进行无功功率的补偿。
三、电容器的补偿方式和接线方式
1、电容器的补偿方式
电容器的补偿方式有单独就地补偿，分散补偿和集中补偿3种。
（1）单独就地补偿
单独就地补偿是将补偿电容器直接与要补偿的设备并联，并共用一套开关设备进行控制。这种补偿方式适用于长时运行的所需补偿容量较大的设备，或者由较长线路供电的设备。
（2）分散补偿
分散补偿是将电容器装设在各配电用户（如各车间变电所）的母线上。电容器视技术经济比较情况，既可装在配电变压器高压侧也可装在低压侧，或采用高低压混合补偿方式。这种补偿方式适用于用电负荷分散的矿工企业。
（3）集中补偿
集中补偿就是将电容器集中装设在工矿企业总变电量所的6-10kV高压母线上，用专用开关控制。这种补偿是电容器利用率高，管理方便，适用于负荷较为集中的工矿企业。
2、补偿电容器的接线方式
当电容器组采用三角形接线时，若某一电容器内部击穿会造成相间短路的故障，有可能引起电容器爆炸；而星形接线时，当某一电容器被击穿时，故障电流仅为电容器组额定电流的3倍，不会形成相间短路故障。因而《并联电容器装置设计规范》（GB50227-2008）规定；高压电容器组宜采用单星形线。在中性点直接接地的电网中，星形接线电容器组的中性点不应接地。低压电容器或电容组器，可采用三角形接线或中性点不接地的星形接线方式。
电容器组还应单独装设控制、保护和放电设备。电容器与电网断开后，电容器中仍有残余电压，该电压最高可达电网的峰值电压，危及人身安全。因而GB50227-2008中规定；电容器组的放电装置，应能满足电容器组脱开电源后，在5s内将电容器组上的剩余电压降至50V及以下。另外，当人体接触电容器前还必须用导线将电容器两端短接一下，以确保人身安全。高压电容器组放电设备一般采用电压互感器。单独补偿方式的电容器组由于与用电设备直接相连，所以不需要另外装设放电设备。
四、电容器容量的计算
1、电容器补偿容量的计算
设补偿前负荷的有功率为Pca，功率因数角为1，补偿后功率因数角要求达到?2。
2、电容器台数的确定
由于电容器实际补偿容量与其工作电压的平方成正比，电容器的额定电压应当与其接入的电网工作电压相适应。
每相所需电容器台数为式中，表示单台电容器（柜）的额定容量，表示电容器的实际工作电压，表示电容器的额定电压。由于电容器一般分为两组，分别接在两段母线上，因而n应取与计算值相等或稍大的偶数。当选择电容器柜时，因为电容器柜中电容器已接成三相，所以只需使电容柜的总数为偶数即可。功率因数亦不可过补偿。当补偿电容容量过大或负荷的无功功率减小时，电网电压会过高，还有发生谐振电压的可能。
五、结束语
功率因数是衡量供用电系统的一项重要经济指标，文中介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的方法，讨论了如何确定无功功率的补偿容量，并结合实际说明，采取有效的无功补偿措施后，使发供电设备得到充分利用，降低了供电系统损耗，提高了电压质量，并节约电能，减少了企的电费开支，降低工业产品的成本，提高了企业的经济效益，同时能相应的节省煤炭的消耗，减少大气污染，利于环保。
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