矿热炉的功率因数及其补偿技术(pdf)
功率因数补偿的原理方法及意义
功率因数补偿 功率因数补偿概述 功率因数补偿的理论分析 功率因数补偿方法 功率因数补偿的意义 编辑本段功率因数补偿概述 在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S。 电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等，大多属于电感性负荷，这些电感性的设备在运行过程中不仅需要向电力系统吸收有功功率，还同时吸收无功功率。因此在电网中安装并联电容器无功补偿设备后，将可以提供补偿感性负荷所消耗的无功功率，减少了电网电源侧向感性负荷提供及由线路输送的无功功率。减少了无功功率在电网中的流动，可以降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成的电能损耗，这种措施称作功率因数补偿。 由于功率因数提高的根本原因在于无功功率的减少，因此功率因数补偿通常称之为无功补偿。 在大系统中，无功补偿还用于调整电网的电压，提高电网的稳定性。 在小系统中，通过恰当的无功补偿方法还可以调整三相不平衡电流。按照wangs定理：在相与相之间跨接的电感或者电容可以在相间转移有功电流。因此，对于三相电流不平衡的系统，只要恰当地在各相与相之间以及各相与零线之间接入不同容量的电容器，不但可以将各相的功率因数均补偿至1，而且可以使各相的有功电流达到平衡状态。 编辑本段功率因数补偿的理论分析 功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效
率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。 (1)最基本分析：拿设备作举例。例如：设备功率为100个单位，也就是说，有100个单位的功率输送到设备中。然而，因大部分电器系统存在固有的无功损耗，只能使用70个单位的功率。很不幸，虽然仅仅使用70个单位，却要付100个单位的费用。在这个例子中，功率因数是0.7(如果大部分设备的功率因数小于0.9时，将被罚款)，这种无功损耗主要存在于电机设备中(如鼓风机、抽水机、压缩机等)，又叫感性负载。功率因数是马达效能的计量标准。 (2)基本分析：每种电机系统均消耗两大功率，分别是真正的有用功(叫千瓦)及电抗性的无用功。功率因数是有用功与总功率间的比率。功率因数越高，有用功与总功率间的比率便越高，系统运行则更有效率。 (3)高级分析：在感性负载电路中，电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。功率因数越低，两个波形峰值则分隔越大。保尔金能使两个峰值重新接近在一起，从而提高系统运行效率。 编辑本段功率因数补偿方法 无功补偿的主要目的就是提升补偿系统的功率因数。因为供电局发出来的电是以KVA或者MVA来计算的，但是收费却是以KW，也就是实际所做的有用功来收费，两者之间有一个无效功率的差值，一般而言就是以KVAR 为单位的无功功率。大部分的无效功都是电感性，也就是一般所谓的电动机、变压器、日光灯……，几乎所有的无效功都是电感性，电容性的非常少见。也就是因为这个电感性的存在，造成了系统里的一个KVAR值，三者之间是一个三角函数的关系 KVA的平方=KW的平方+KVAR的平方 简单来讲，在上面的公式中，如果今天的KVAR的值为零的话，KVA 就会与KW相等，那么供电局发出来的1KVA的电就等于用户1KW的消耗，此时成本效益最高，所以功率因数是供电局非常在意的一个系数。用户如果没有达到理想的功率因数，相对地就是在消耗供电局的资源，所以这也是为什么功率因数是一个法规的限制。目前就国内而言功率因数规定是必须介于电感性的0.9～1之间，低于0.9，或高于1.0都需要接受处罚。这就是为什么我们必须要把功率因数控制在一个非常精密的范围，过多过少都不行。 供电局为了提高他们的成本效益要求用户提高功率因数，那提高功率因数对我们用户端有什么好处呢？
矿热炉
一、矿热炉简介 矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，亦称还原电炉或矿热电炉，电极一端埋入料层，在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料；常用于冶炼铁合金（见铁合金电炉），熔炼冰镍、冰铜（见镍、铜），以及生产电石（碳化钙）等。它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金，是冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料。其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培石墨电极。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料的因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。同时电石炉、黄磷炉等由于使用状况和工作状态相同，也可以归结在矿热炉内，但是由于黄磷炉的。纯阻性负载情况，因此也有将黄磷炉归结到电阻炉的说法。 二、矿热炉主要类别、用途 注：电耗值随原料成分、制成品成分、电炉容量、操作工艺等的不同而有很大差异。这里是一个大概值。 三、结构特点
矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳，炉盖、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。 根据矿热炉的结构特点以及工作特点，矿热炉的系统电抗的70％是由短网系统产生的，矿热炉系统损耗如下图所示 由上图可见，短网的损耗占据了系统自身损耗的70%以上，而短网是一个大电流工作的系统，最大电流可以达到上万安培，因此短网的性能在很大程度上决定了矿热炉的性能，由于短网的感抗占整个系统的 70%以上，不论是高烟罩开放式炉、矮烟罩半密闭式炉还是全密闭式炉的短网系统的感抗均较大，基于这个原因，矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上，绝大多数的炉子的自然功率因数都在0.7~0.8 之间，较低的功率因数不仅使变压器的效率下降，消耗大量的无用功，浪费大量电能，且被电力部分加收额外的电力罚款，同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺，导致三相间的电力不平衡加大，最高不平衡度可以达到20％以上，这导致冶炼效率的低下，电费增高，因此提高短网的功率因数，降低电网不平衡就成了降低能耗，提高冶炼效率的有效手段。如果采取适当的手段，提高短网功率因数，改善电极不平衡度，那么将可以达到以下的效果： A、降低生产电耗 3%～6％； B、提高产品产量 5%～15％。 从而给企业带来良好的经济效益，而投入的改造费用可以在创造的综合效益中短期内收回。一般情况下为了解决矿热炉自然功率因数低下的问题，我国目前多采用在高压端进行无功补偿的方法来解决，高压补偿仅仅是提高了高压侧的功率因数，但是由于低压端短网系统的巨大的感抗所产生的无功功率依然在短网系统中流动，同时三相不平衡是由于短网的强相（短网较短故感抗较小、所以损耗较小，输出较大故名强相）和弱相造成的，因此高压补偿不能解决三相平衡的问题，也没有达到抵消短网系统无功、提高低压端功率因数的作用，由于短网的感抗占整个系统感抗的70％以上，所以不能降低低压端的损耗，也不能增加变压器的出力，但可以避免罚款，仅仅是对供电部门有意义。 相对高压补偿而言，低压补偿的优势除提高功率因数外,主要体现在以下几个方面： 1)、提高变压器、大电流线路利用率，增加冶炼有效输入功率。 针对电弧冶炼而言，无功的产生主要是由电弧电流引起的，将补偿点前移至短网，就地补偿短网的大量无功消耗，提高电源输入电压、提高变压器的出力、增加冶炼有效输入功率。料的熔化功率是与电极电压和料比电阻成函数关系的，可以简单表示为P=U2/Z料。由于提高了变压器的载荷能力，变压器向炉膛输入的功率增大,实现增产降耗。 2)、不平衡补偿，改善三相的强、弱相状况。
10kV系统谐波治理兼功率因数补偿装置技术规格书
GXTC 招标文件 (技术部分) 招标编号：GXTC-0826018 项目名称：年产1000吨多晶硅高技术产业化示范工程10kV谐波治理兼功率因数补偿自动投切成套装置
国信招标有限责任公司 二OO八年一月 110kV总变电站10kV系统谐波治理兼功率因数补偿装置 技术规格书
四川新光硅业科技有限责任公司 2008年1月 说明： 1，本技术规格书附件1到附件6中内容属于招标文件的一部分 2，卖方应免费提供随机（开车）备品备件及专用工具。两年备品备件单独进行分项报价。 3，卖方应提供的服务 1) 检验及试验。 报价时应给出具体计划（表）、清单。费用包含在报价总价中。 2) 安装调试及现场服务。 报价时应给出具体计划（表）、清单。费用包含在报价总价中。 3) 设计联络及设计审核。 报价时应给出具体计划（表）、清单。费用包含在报价总价中。 4) 培训。 报价时应给出具体计划（表）、清单。费用包含在报价总价中。 5)文件资料。 报价时应给出具体计划（表）和清单供买方批准。
*4，要求卖方提供产品的制造厂已获得相关产品（谐波治理及高压无功补偿自动投切装置）的IS09000资格认证书、型式试验报告，响应招标文件时应书面出示相关证据。 *5，要求卖方提供产品的制造厂3年内已生产过3套（工程数）或以上同类产品，这些产品应在与本规定条件相同或较规定条件更为严格的条件下成功地商业运行。报价书中应书面出示相关业绩证明，业绩证明中应注明采购单位、产品型号及主要参数等内容。 6，要求采用国内知名厂家生产的电气元件，报价书中须注明所采用主要电气元件（真空接触器、电容器、电抗器等）的制造厂家名称。 *7，本谐波治理兼功率因数补偿装置用于乐山1000t/a多晶硅项目。该项目由2台110/10kV，63000kV A主变压器供电，由10kV降压后直接供电的可控硅设备和整流设备占总负荷的70％以上。要求制造商根据附表1的数据提供计算机仿真程序计算的该装置滤波率特性校验图和阻抗频率特性图。确定中标制造商后，制造商可到现场进行实测，根据实测数据对方案进行调整，使最终谐波电压电流满足国标要求，功率因数达到0.93以上。由于方案调整造成的费用增减总额在中标总价的5%以内的不调整合同总金额。对于总额超过5%的修改只对超过部分进行合同总金额增减。 8，有关产品的机械保证，性能保证，要求见询价书其它相关部分。 9，有关产品的运输，包装，仓储要求见询价书其它相关部分。 10，卖方负责装置的现场安装、试验及调试。 11，报价书中应给出完整的配置方案，应给出产品及其主要组（部）件完整的相关资料。
工厂无功功率因数的补偿
工厂无功功率因数的补 偿 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022
许多企业一般都是在企业内部配电室里二次侧的千伏母线上集中安装一些电容器柜，对变配电系统的无功功率进行补偿，这对于提高企业内部的供电能力，节约变配电损耗都有积极作用。可是，由于企业内部的电动机大都通过低压导线连接，即在供配电线路的未端，分散在各个生产车间里面，形成了企业内部的输配电网络，其结果造成大量的无功电流仍然在企业内部的输配电线路中流动，所造成很大的损耗。由此，企业尽可能提高自然功率因数外，还必须采取分组补偿和就地补偿等措施，来提高功率因数，最终实现节能降耗的目的。 二、现状 在二十五家企业中，抽查了他们的变压器和总共119条输配电线路运行情况，绝大多数企业能将自己变电系统中的功率因数补偿到以上的规定指标，以免被罚款。这就是说在功率因数的补偿工作中，他们的集中补偿做的不错，但仍有部分企业的分组补偿和就地补偿做的就差些了，或根本就没做，补偿好的单位，其主变压器的二次端至各车间的输配电线路的功率因数基本上在以上，而补偿差些的单位其输配电线路大部分功率因数在以下，如温州某皮革有限公司（以下简称A公司）抽查七条输配电线路，有五条在以下的，而温州某钢业有限公司（以下简称B公司）的一条输配电线路的功率因数只有。综合这些单位被抽查的输配电线路的功率因数，在以上的约占52%，在～之间的约占27%，在以下的约占21%。 可见分组补偿和就地补偿做得远远不够，这主要是企业对功率因数认识不足引起的，如B公司企业规模较大，企业内有二级变压从35KV变 10KV，到车间再变至380V，有企业变电站，中心控制室，全电脑控制显示，其设施和环境可谓一流，但检查发现其补偿就有问题，将无功补偿
功率因数过补偿
功率因数过补偿 由于大部分用电负荷都是感性的，未补偿前功率因数为滞后，如果为补偿无功电流而投入的电容器过多，则会使功率因数变为超前，这就是过补偿。在过补偿的情况下，系统中出现容性的无功电流，使视在电流增大，因此使系统的损耗加大，多投入了电容器反而使系统损耗加大当然不是好事。另外，由于投入电容器会使电压升高（这里电压升高主要是因为供电线路的电感及变压器的漏感造成，与同步发电机的关系不大），在过补偿的情况下电压进一步升高，在夜间负荷较低电网电压较高的情况下影响更大。因此人们总是不希望发生过补偿。 但是事物都有两面性，过补偿不一定总是坏事。 通常的补偿装置都是安装在变压器的低压侧，在低压侧进行检测并进行控制将负荷的无功电流补偿掉，却无法补偿变压器自身的无功电流。一般人总认为变压器自身的无功只能在高压侧进行补偿，其实不然，通过在低压侧适量过补偿的办法，同样可以补偿变压器自身的无功电流。因为变压器属于理想元件，所谓理想元件就是能量传送没有方向的元件，同一台变压器，如果将高压侧接电源低压侧接负荷就是一台降压变压器，如果将低压侧接电源高压侧接负荷就是一台升压变压器。根据这个原理，对变压器进行无功补偿在低压侧进行与在高压侧进行没有区别。 对于为降低用户力率电费（功率因数调整电费）而安装的无功补偿装置，如果不采取适量过补偿的方法，就有可能出问题。 设某一单位，变压器为S7-500KV A，高压计量，用电设备主要是金属切削机床，一班生产，无夜班，每周5天生产，不生产时无负荷，月均用电量为2万度。未安装补偿装置之前月平均功率因数为0.5，按功率因数0.9为标准值需加收45%的力率电费。按功率因数0.85为标准值需加收35%的力率电费。 假定安装补偿装置后，在生产期间可以将低压侧功率因数补偿到0.95，停产期间由于无负荷没有电容器投入。那么根据cos（x）=0.95 我们可以算出x=18.2°, sin（x）=0.31 无功与有功的比值为0.31/0.95=0.33 由负荷形成的无功电量为20000×0.33=6600 度。 由于该单位是高压计量，因此变压器自身的无功电流也会使无功表走数。该单位的变压器为500KV A，按空载电流2%计算则变压器的无功功率为500×2% =10Kvar，每月形成的无功电量为10×24×30 = 7200 度，每月的总无功电量为6600+7200=13800度，无功与有功的比值为13800/20000=0.69即tg（x）=0.69 ，x=34.6°，cos（x）=0.82，还是要交利率电费。 从以上的分析我们可以看出，对于这样的用户，不补偿变压器自身的无功电流是不可能消除力率电费的。 解决的方案有三种: 方案1，在变压器的高压侧固定接一台10Kvar的高压电容器，这种方案为保证安全性较难操作。 方案2，在变压器的低压侧固定接一台10Kvar的低压电容器，这就是一种低压侧过补偿方法，并且这台电容器可以装在补偿装置柜内，比方案1的操作简单。但是要注意，这台电容器的电源线必须单独引出接在补偿装
功率因数补偿电路
电子报/2006年/8月/27日/第013版 资料（开发） 电子镇流器功率因数补偿电路 河北黄海成 《电子报》今年第24期刊载的《日光灯电感镇流器与电子镇流器》一文，提供了一款电子镇流器的电路图，并称其具有功率因数补偿功能。笔者认为，该镇流器只有简单电容滤波，没有功率因数补偿功能。本文简单介绍几种功率因数补偿电路。 功率因数补偿电路分为有源功率因数补偿和无源功率因数补偿两类。 一、有源功率因数补偿 有源功率因数补偿是指利用有源电子器件使电子镇流器输入电流波形与输出电压波形一致，从而提高功率因数的电路。 图1所示电路是通过IC1控制开关管VT1的导通和截止时间来控制流过电感T1电流的，称PFC升压电路。IC1③脚是交流整流后脉动电压的取样端，②脚是400V取样端，开关管的导通截止同时被两个参数控制，所以此电路有功率因数补偿功能，同时具有稳压作用，可使功率因数最高达到0.99，电流波峰比接近1。其优点是，功率因数高、电流畸变极小，缺点是电路相对复杂，成本较高。 二、无源功率因数补偿 无源功率因数补偿是利用无源器件使电子镇流器的输入电流接近正弦波，从而提高功率因数的电路，有三种电路。 1.改变滤波电容在充电和放电时的电容量。灯管功率一定的情况下，改变滤波电容的容量，功率因数也会改变。假如滤波电容容量为零，输入电流波形为正弦波，功率因数等于1，随着电容容量的增加，电容两端的电压也在不断的升高（电容滤波的特点之一），输入电流变成越来越窄的脉冲，功率因数越来越低。用什么办法让电容充电的时候容量变小而放电的时候容量文变大呢？如图2所示，整流二极管对电容充电时，C8、C9串联，等效容量是它们容量的一半，电容对负载放电时，C8、C9并联，等效容量是它们的两倍。如果一下子理解不了，把虚线右边的电路去掉，换成图3电路容易理解。这种电路的功率因数大于0.9，电流波峰比大于2。其优点是电路简单、成本低廉、其缺点是波峰比大，影响灯管寿命。
矿热炉功率因数的补偿
矿热炉功率因数的补偿方案 一、补偿的方式 矿热炉电炉的功率因数补偿大致有三种。即高压补偿、中压补偿和低压补偿。 1、高压补偿可以解决供电局对用电功率因数的最基本要求，但解决不了电炉变压器的出力问题。随着电炉的容量越来越大，供电的电压也越来越高。这样就给高压补偿也带来了一些困难。 2、低压补偿可以解决电炉变压器的出力问题，但低压补偿的电流几万安培，设备庞大，施工也比较困难，设备运行时，大量的接触器频繁动作，设备的故障率及设备维护量都很大。 3、所谓的中压补偿，即利用变压器的中压10KV线圈做补偿。 中压补偿分两种：一种是中压并联补偿，一种是中压串联补偿。 1）中压并联补偿的作用与高压补偿差不多，中压并联补偿主要是解决电炉变压器的高压侧电压太高不好补偿的问题，即采用中压并联补偿。这种补偿同样解决不了电炉变压器低压线圈的出力问题。 2）中压串联补偿的作用与低压补偿差不多，他可以解决电炉变压器的出力问题，当然，功率因数也可以补偿到0.92以上。它也存在着补偿投入后容升电压比并联补偿要高的问题。但可以通过调低有载开关档位的办法解决。 二、中钢吉电矿热炉功率因的补偿方案 中钢吉电矿热炉一般采用中压串联补偿，实施串联补偿后功率因数达到0.9~0.92以上。同样入炉功率也达到了0.9~0.92以上。 1、中压串联补偿的主要设备： 1）10KV的电容器约为变压器额定容量的80％左右。 2）6个电感线圈。 3）3个高压柜：1个开关柜；1个PT柜；1个过压保护柜。 4）1个补偿操作控制台（包括一台电脑及PLC）。 2、电炉变压器 根据串联补偿的需要，要对电炉变压器中压线圈的容量作相应的调整。调整后的变 压器的重量大约增加10％ 3、中压串联补偿的设备布置 中压串联补偿的设备可布置在压放平台上，用10KV电缆与电炉变压器连接。（比 低压补偿的连接要简单的多） 三、中压串联补偿的投入与运行 中压串联补偿的设备在开炉时，暂时不投入运行。当负荷稳定后即可把中压串联补偿的设备投入运行。投入时电流不应超过额定电流的60％。 设备投入运行后，不需要跟随电炉的负载对电容的容量进行动态调整，电炉的功率因数基本稳定，不随负载的波动而变化，只要设计时参数计算的准确即可。这是不同于低压补偿的。 四、中压串联补偿设备的费用 中压串联补偿的设备的费用应该略低于低压补偿的费用。 当电炉变压器的设计参数从新计算完成后，即可计算出补偿电容的容量。 中钢集团吉林机电设备有限公司 2009-8-10
怎样提高功率因数
关于提高功率因数的研究 1、什么叫功率因数？ 有功功率和视在功率的比叫功率因数。 2、提高功率因数的意义。 提高功率因数非常重要：①可减少有功损失；②减少电力线路的电压损失，改善电压质量；③可提高设备利用率；④可减少输送同容量有功的电流，因而可使线路及变电设备的容量降低。 3、提高功率因数的方法？ 提高功率因数的方法有：①提高自然功率因数，包括合理选择电器设备．避免变压器轻载运行，合理安排工艺流程，改善机电设备的运行状况；②通过人工补偿提高功率因数、最常用的是并联电容器补偿。并不是经补偿后的功率因数越高越好，因为补偿装置消耗有功发出无功，随着补偿容量的增加，其有功损耗也增加，初投资增大。就经济运行角度而言，补偿后的功率因数过高或过低均会使总功率损耗增加；若补偿功率因数恰当，能使总有功损耗最小，此时的补偿容量及功率因数称为按经济运行原则确定的补偿容量及功率因数。 并联移相电容提高功率因数 由于我公司实际生产工艺中没有使用同步电机，所以我们采用并联移相电容器的方式进行功率因数补偿。 （一）、补偿方式的选择： 根据移相电容器在工厂供电系统中的装设位置，①、有高压集中补偿、②、低压成组补偿和③、低压分散补偿三种方式。 高压集中补偿是将高压移相电容器集中装设在变配电所的10KV母线上，这种补偿方式只能补偿10KV 母线前（电源方向）所有线路上的无功功率。 低压分散补偿，又称个别补偿，是将移相电容器分散地装设在各个车间或用电设备的附近。这种补偿方式能够补偿安装部位前的所有高低压线路和变电所主变压器的无功功率，因此它的补偿范围最大，效果也较好。但是这种补偿方式总的设备投资较大，且电容器在用电设备停止工作时，它也一并被切除，所以利用率不高。现有我厂没有采用。 低压成组补偿是将移相电容器装设在车间变电所的低压母线上，这种补偿方式能补偿车间变电所低压母线前的车间变电所主变压器和厂内高压配电线及前面电力系统的无功功率，其补偿范围较大。由于这种补偿能使变压器的视在功率减小从而使变压器容量选得小一些，比较经济，而且它安装在变电所低压配电室内，运行维护方便。同时由于我厂存在谐波源，车间变压器的存在，也起到了隔离和衰减谐波的作用。有利于低压移相电容器的安全稳定运行。 4、影响我厂功率因数的主要原因及对策： 一、异步电动机对功率因数的影响 我厂绝大部分动力负荷都是异步电动机, 异步电动机转子与定子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素,而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动
功率因数介绍
在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有 功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S 功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感性负载 的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。要求(1) 最基本分析拿设备作举例。例如：设备功率为100个单位，也就是说，有100个单位的功率输送到设备中。然而，因大部分电器系统存在固有的无功损耗，只能使用70个单位的功率。很不幸，虽然仅仅使用70个单位，却要付100个单位的费用。(使用了70个单位的有功功率，你付的就是70个单位的消耗)在这个例子中，功 率因数是0.7 (如果大部分设备的功率因数小于0.9时，将被罚款)，这种无功损耗主要存在于电机设备中(如鼓风机、抽水机、压缩机等)，又叫感性负载。功率因数是马达效能的计量标准。 (2) 基本分析每种电机系统均消耗两大功率，分别是真正的有用功(叫kw)及电抗性的无用功。功率因数是有 用功与总功率间的比率。功率因数越高，有用功与总功率间的比率便越高，系统运行则更有效率。 (3) 高级分析在感性负载电路中，电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。功率因数越低，两个波形峰值则分隔越大。 对于功率因数改善 电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等，大多属于电感性负荷，这些电感性的设备在运行过程 中不仅需要向电力系统吸收有功功率，还同时吸收无功功率。因此在电网中安装并联电容器无功补偿设备后，将 可以提供补偿感性负荷所消耗的无功功率，减少了电网电源侧向感性负荷提供及由线路输送的无功功率。由于减 少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成的电能损耗，这就 是无功补偿的效益。无功补偿的主要目的就是提升补偿系统的功率因数。因为供电局发出来的电是以KVA或者MVA来计算的，但是收费却是以KW，也就是实际所做的有用功来收费，两者之间有一个无效功率的差值，一般 而言就是以KVAR为单位的无功功率。大部分的无效功都是电感性，也就是一般所谓的电动机、变压器、日光灯……，几乎所有的无效功都是电感性，电容性的非常少见，例如：变频器就是容性的，在变频器电源端加入电抗器可提高功率因数 供电部门为了提高成本效益要求用户提高功率因数，那提高功率因数对用户端有什么好处呢？ ①通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。 ②良好的功因数值的确保，从而减少供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，改善电能的质量。 ③可以增加系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低，那么在既有设备容量不变的 情况下，装设电容器后，可以提高功率因数，增加负载的容量。 举例而言，将1000KVA变压器之功率因数从0.8提高到0.98时： 补偿前：1000×0.8=800KW 补偿后：1000×0.98=980KW 同样一台1000KVA的变压器，功率因数改变后，它就可以多承担180KW的负载。 ④减少了用户的电费支出；透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠。 此外，有些电力电子设备如整流器、变频器、开关电源等；可饱和设备如变压器、电动机、发电机等；电弧 设备及电光源设备如电弧炉、日光灯等，这些设备均是主要的谐波源，运行时将产生大量的谐波。谐波对发动机、变压器、电动机、电容器等所有连接于电网的电器设备都有大小不等的危害，主要表现为产生谐波附加损耗，使 得设备过载过热以及谐波过电压加速设备的绝缘老化等。 并联到线路上进行无功补偿的电容器对谐波会有放大作用，使得系统电压及电流的畸变更加严重。另外，谐 波电流叠加在电容器的基波电流上，会使电容器的电流有效值增加，造成温度升高，减少电容器的使用寿命。 谐波电流使变压器的铜损耗增加，引起局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热等。
配电室的电容补偿及功率因数
配电室的电容补偿及功率因数 功率因数是电力系统的一个重要的技术数据，是衡量电气设备效率高低的一个系数，我们都知道功率因数过低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。一般电容补偿柜容量按变压器容量的百分之三十计算。 A，为什么要用电容来补偿？ 因为电容器有贮能的功能，无功功率是不消耗能量的功率，只是在交流电的半个周期内暂时将电能以磁场（感性无功）或电场（容性无功）的形式储存起来，然后再另外半个周期内将所储存的能量返还给电网。 电容吸收无功功率的时候，正是电机放出无功功率的时候，反之，电机吸收无功功率时，又正好是电容放出无功功率的时候。这样，电机和电容就相互交换无功功率，电机等等负载就不需要从电源上吸收或释放无功功率了，这就相当于电容代替电源向电机提供无功功率，也就是补偿无功功率。 电容补偿提高负载功率因数，降低无功功率，提高有用功的利用率；降低网损，增加电网传输容量，提高稳定极限。 B，电容补偿的定义 电容补偿就是功率因数补偿或者是无功补偿。电力系统的用电设备在使用时会产生无功功率，而且通常是电感性的，它会使电源的容量使用效率降低，而通过在系统中适当地增加电容的方式就可以得以改善。电力电容补偿也称功率因数补偿。 C，配电室电容柜的基本组成 它是指合断路器和刀熔开关，无功功率补偿控制器根据进线柜电压和电流的相位差输出控制信号，控制交流接触器闭合和断开，从而控制电容器投入和退出。
一般来说，电容补偿柜由柜壳、母线、隔离开、容断器、接触器、热继电器、电容器、避雷器、一、二次导线、端子排、功率因数自动补偿控制装置、盘面仪表等组成。 D，电容补偿对于电路的基本作用 D-1，电容在交流电路里可将电压维持在较高的平均值!(近峰值).(高充低放),可改善增加电路电压的稳定性! D-2，对大电流负载的突发启动给予电流补偿!电力补偿电容组可提供巨大的瞬间电流!可减少对电网的冲击! D-3，电路里大量的感性负载会使电网的相位产生偏差,(感性元件会使交流电流相位滞后,电压相位超前90度!）.而电容在电路里的特性与电感正好相反，起补偿作用。
矿热炉短网补偿可行性报告
浙江克埃勋能源科技有限公司
矿热炉短网无功补偿 可行性报告 矿热炉低压短网分相补偿其显著的优点是充分补偿电极与短网的无功需求和三相电压不平衡。效果一、使炉料燃烧更均匀，合金成分更稳定，产品优质频率大大提高；效果二、增加设备的有功出力，提高变压器的利用率，提高产量；效果三、提高电极的稳定性，单位产品电耗降低，减少单耗；效果四、减少炉渣的沉淀，延长挖炉等检修的时间；效果五、避免无功引起变压器、短网和线路的无功损耗，保证炉变高压侧计量关口高功率因数运行。 在低压炉前进行低压补偿具有众多显著的优点： 1.投入低压补偿后，日产量约可增加5%~10%。假如5万吨/年，每天150吨（按 330天计算）的产量的基础之上，可增产7~15吨。一年就可以增加2300~5000吨的产量。年产5万吨工业硅炉则产生了3000吨的效益。如果一吨工业硅产生200元的利润，则投入低补后一年将增加60万元的利润。这样可以在1~2年之内有效回收投资，并产生可观的后续经济效益。 2.投入低压补偿后，可使单位电耗得到有效降低。低压补偿装置的投运，不 仅改善了炉况，增加了产量，更有效地是降低了工艺电耗3%~5%，若现电耗12600kw/吨左右,这样每吨可节约200~400kw/h，5万吨/年就可节约1000万kw/h,每度电按0.4元计算，则每年仅节约电费将达到400万元。 3.投入低压补偿后，将大大减小由于系统流过的无功电流在变压器及高压线 路上产生的附加功率损耗。同时降低变压器和线路损耗约60%，达到了节能降耗的目的。同时也为再次提高变压器的有功功率传输释放了变压器容量。 4.投入低压补偿后，可有效改善炉况。在电容补偿装置接在短网端时，由于 并联电容器效应，可使短网端的对地电压升高6~15V,这一效应可使工业硅
矿热炉及低压无功补偿简介
矿热炉及低压无功补偿 一、矿热炉 1、概述：矿热炉是电阻电弧炉的统称。它主要用于还原冶炼矿石，用碳素材料作还原剂。主要生产铁合金、电石、黄磷。其工作特点是采用碳质或镁质、高铝质耐火材料作炉衬，大多数使用自焙碳素电极，根据产品生产特性也有采用石墨电极、再生碳素电极的矿热炉，如工业硅、黄磷、钛渣等。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧能量和电流通过炉料产生的电阻热来供给矿石还原反应所需能量来冶炼矿石，陆续加料，间歇出炉，连续作业。 2、矿热炉主要类别 （1）铁合金炉 常见铁合金炉主要分为铬系、硅系、锰系。铬铁合金炉有高碳铬铁、中碳铬铁、微碳铬铁；硅系合金炉有硅铁、工业硅、硅铬、硅锰、硅钙、硅钡钙、铝硅等；锰系合金炉有高碳锰铁、中碳锰铁、低碳锰铁等。还有钨铁炉、碳化硼炉、炼钢电弧炉等。以各种合金矿、稀释剂和焦碳为原料。 （2）电石炉 用石灰、焦碳、兰碳、无烟煤为原料。 （3）黄磷炉 以磷矿、焦碳或兰碳为原料。
以上是按产品性质对矿热炉进行分类，还可以按炉体结构进行分类，按结构可分为密闭炉、内燃炉、开放炉。 密闭炉就是在炉体上部装设一个密封炉盖，炉气通过炉盖上的烟道进入炉气净化装置，炉气净化后可进行深加工或作为其它工业燃料用。这是目前最经济的炉型，也是国家鼓励大力发展的炉型，现在新建电石炉都属于密闭炉。 内燃炉就是在炉体上部安装一个矮烟罩，在矮烟罩四周设置有六到九个小方孔作为观察炉况、加料、维护料面的通道，炉气在炉面上燃烧后再从烟道排走。炉气一般用于烘干原料。这种炉型在铁合金生产上最多，属于国家逐步淘汰的炉型。 开放炉在炉体上部没有矮烟罩，只是在炉体的上方设置了一个大的集烟罩，集烟罩距离炉体上部一米左右，炉面高温、粉尘十分严重，操作环境很差，这种炉型在我国已基本淘汰。 按矿热炉使用电源性质还可分为三相交流工频矿热炉、低频矿热炉和直流矿热炉。其中低频和直流矿热炉自然功率因素都能达到0.9以上，这是矿热炉的一个发展趋势。 3、矿热炉系统结构 矿热炉生产系统由炉体、烟罩、变压器、短网、电极把持器、压放装置、液压系统、电极升降系统、冷却水系统、出炉系统、原料给料和配料及原料预处理系统、炉气净化装
功率因数计算公式及提高功率因数的方法
功率因数计算公式功率因数统计计算公式 视在功率S 有功功率P 无功功率Q 功率因数cos＠（符号打不出来用＠代替一下） 视在功率S＝（有功功率P的平方＋无功功率Q 的平方）再开平方而功率因数cos＠＝有功功率P／视在功率S 功率因数统计计算公式 可分为提高自然功率因数和采用人工补尝两种方法： 提高自然因数的方法： 1). 恰当选择电动机容量，减少电动机无功消耗，防止“大马拉小车”。 2). 对平均负荷小于其额定容量40%左右的轻载电动机，可将线圈改为三角形接法（或自动转换）。 3). 避免电机或设备空载运行。 4). 合理配置变压器，恰当地选择其容量。 5). 调整生产班次，均衡用电负荷，提高用电负荷率。
6). 改善配电线路布局，避免曲折迂回等。 人工补偿法： 实际中可使用电路电容器或调相机，一般多采用电力电容器补尝无功，即：在感性负载上并联电容器。一下为理论解释： 在感性负载上并联电容器的方法可用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功功率，从而减少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换。 在交流电路中，纯电阻电路，负载中的电流与电压同相位，纯电感负载中的电流滞后于电压90o，而纯电容的电流则超前于电压90o，电容中的电流与电感中的电流相差180o，能相互抵消。 电力系统中的负载大部分是感性的，因此总电流将滞后电压一个角度，如图1所示，将并联电容器与负载并联，则电容器的电流将抵消一部分电感电流，从而使总电流减小，功率因数将提高。 并联电容器的补偿方法又可分为： 1．个别补偿。即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组，与用电设备同时投入运行和断开，也就是再实际中将电容器直接接在用电设备附近。 适合用于低压网络，优点是补尝效果好，缺点是电容器利用率低。 2．分组补偿。即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除，也就是再实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上。 优点是电容器利用率较高且补尝效果也较理想（比较折中）。 3．集中补偿。即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上。在实际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上，电容器组的容
矿热炉动态无功补偿
矿热炉电能质量解决方法，矿热炉无功补偿设计，矿热炉无功补偿方案 矿热炉行业分析 矿热炉是一种高能耗高谐波的电冶炼炉，广东光达电气有限公司根据多年的工业炉工艺的了解，为矿热炉的滤波补偿提供丰富的实践经验，有针对性的提出了一套谐波治理与节能方案，滤波通道的组合合理，无功补偿，无频繁投切，运行稳定，安全，使用寿命长，节能效果显著。 矿热炉在使用中产生大量的谐波，导致电网中的谐波污染非常严重。矿热炉一般由可控硅整流装置提供直流电源。可控硅整流装置会在交流侧产生很大的无功功率和谐波电流，导致电压、电流波形严重畸变，功率因数低，造成进线电流大，变压器利用率降低，能耗增加。谐波还会干扰拉晶控制系统，造成错位、断晶、跳闸，严重影响正常生产。 矿热炉是一种高能耗的电冶炼炉，具有电阻电弧炉的特性。其功率因数是由炉内电弧及电阻R和电源回路中（包括变压器、短网、集电环及电极）的电阻R和电抗X值的大小来决定。 电阻R电抗X值在矿热炉运行时，一般不变动，它们取决于短网和电极布置的设计和安装。电阻R与运行时短网上各载流部件的电流密度有关，变化较小，但电阻R却是矿热炉运行时决定矿热炉功率因数的主要因数。 矿热炉电力要求 由于矿热炉比其它电冶炼炉的电阻弱，故其功率因数相应地也降低些。除了一般小型矿热炉的自然功率因数能达到0.9以上，而容量在10000KVA以上的中、大型矿热炉的自然功率因数都在0.9以下，矿热炉容量越大，功率因数越低。这是由于大容量矿热炉的变压器感性负载越大，短网越长，电极插入炉料较深增加了短网的电抗，因而降低了矿热炉的功率因数。 为了减少电网的损耗，提高供电质量，供电局要求用电企业的功率因数要在0.9以上，否则要对用电企业处以高额罚款。同时功率因数偏低，也会降低矿热炉的进线电压，影响电石的冶炼。故目前国内外大容量矿热炉都要加装无功补偿装置，以提高矿热炉的功率因数。
功率因数调整电价
关于颁发《功率因数调整电费办法》的通知 发表日期：2008年12月16日【编辑录入：base】 水利电力部、国家物价局文件--(83)水电财字第215号 各电业管理局，各省、市、自治区物价局（委）、电力局： 家现行电价制度中的《力率调整电费办法》，自五十年代制订并实施以来，对促进用户装设无功补偿设备，节约电能，起了一定作用。但是，二十多年来，电网和用户的情况均发生了很大变化，该办法已不能适应节能、改善电压质量和提高社会经济效益的需要。在长期、反复调查研究的基础上，我们根据国家经委最近批准颁发的《全国供用电规划》的有关规定，对现行《力率调整电费办法》作了修改，经多次讨论、征求意见后，拟订了新的《功率因数调整电费办法》，现予颁发执行。 虑到用户和电业部门执行新的《功率因数调整电费办法》，尚需一定时间进行准备，各电业管理局可根据本地区的不同情况，按下述要求组织实施： 一、现已实现《力率调整电费办法》的用户，凡原执行0.90功率因数标准值者和原执行0.85功率因数标准值而一九八三年十二月的实际功率因数 已达0.90及以上者，自一九八四年一月一日起按新规定执行；其余用户可延至一九八四年七月一日起执行，其中实际功率因数0.85至0.90者，在此期间可不减收电费，0.85以下者应增收电费。 二、现未实行《力率调整电费办法》的用户，可由各电业管理局按新的《功率因数调整电费办法》的有关规定，区别不同情况，拟订措施，分步实施。但执行新规定的时间，不应晚于一九八六年底。 三、实行两部制电价的范围不变。 四、各地执行中遇到的问题，请随时报水利电力部。 附件：《功率因数调整电费办法》及附表一、二、三。 中华人民共和国水利电力部 国家物价局 一九八三年十二月二日 base】功率因数调整电费办法
功率因数补偿计算公式
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功率因数补偿计算公式 功率因数：电网中的电力负荷如电动机、变压器等，属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，通常用相位角φ的余弦COSφ来表示。COSφ称为功率因数，又叫力率。功率因数是反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标。 三相功率因数的计算公式为： 式中COSφ——功率因数； P——有功功率，KW； Q——无功功率，KVAR； S——视在功率，KVA； U——用电设备的额定电压，V； I——用电设备的运行电流，A。 功率因数分为自然功率因数、瞬时功率因数和加权平均功率因数。 （1）自然功率因数：是指用电设备没有安装无功补偿设备时的功率因数，或者说用电设备本身所具有的功率因数。自然功率因数的高低主要取决于用电设备的负荷性质，电阻性负荷（白炽灯、电阻炉）的功率因数较高，等于1，而电感性负荷（电动机、电焊机）的功率因数比较低，都小于1。 （2）瞬时功率因数：是指在某一瞬间由功率因数表读出的功率因数。瞬时功率因数是随着用电设备的类型、负荷的大小和电压的高低而时刻在变化。 （3）加权平均功率因数：是指在一定时间段内功率因数的平均值，其计算公式＝10。 力率电费：全国供用电规则规定，在电网高峰负荷时，用户的功率因数应达到的标准为：高压用电的工业用户和高压用电装有带负荷调整电压装置的电力用户，功率因数为以上，其它100KVA及以上的电力用户和大中型电力排灌站，功率因数为以上；农业用电功率因数为以上。凡功率因数达不到上述规定的用户，供电部门会在其用户使用电费的基础上按一定比例对其加收一部分电费，这部分加收的电费称为力率电费。 提高功率因数的方法有两种，一种是改善自然功率因数，另一种是安装人工补偿装置。 无功补偿原理：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量，而感性负荷释放能量时，容性负荷吸收能量，能量在两种负荷之间交换。这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功补偿的原理。 有功功率：有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。单位：瓦（W）或千瓦（KW） 无功功率：无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是×从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在
(83)水电财字第215号-关于颁发《功率因数调整电费办法》的通知
水利电力部、国家物价局文件 关于颁发《功率因数调整电费办法》的通知 (83)水电财字第215号 各电业管理局，各省、市、自治区物价局（委），电力局：国家现行电价制度中的《力率调整电费办法》，自五十年代制订并实施以来，对促进用户装设无功补偿没备，节约电能，起了一定作用。但是，二十多年来，电网和用户的情况均发生了很大变化，该办法已不能适应节能、改善电压质量和提高社会经济效益的需要。在长期、反复调查研究的基础上我们根据国家经委最近批准颁发的《全国供用电规则》的有关规定，对现行《力率调整电费办法》作了修改，经多次讨论、征求意见后，拟订了新的《功率因数调整电费办法》现予颁发执行。 考虑到用户和电业部门执行新的《功率因数调整电费办法》，尚需一定时间进行准备，各电业管理局可根据本地区的不同情况，按下述要求组织实施： 一、现已实行《力率调整电费办法》的用户，凡原执行0.90功率因数标准值者和原执行0.85功率因数标准值而一九八三年十二月的实际功率因数已达0.90及其以上者，自一九八四年一月一日起按新规定执行，其余用户可延至一九八四年七月一日起执行，其中实际功率困数0.85至0.90者，在此期间可不减收电费，0.85以下者应增收电费。 二、现未实行《力率调整电费办法》的用户，可由各电业管理局按新的《功率困数调整电费办法》的有关规定，区别不同情况，拟订措施，分步实施，但执行新规定的时间，不应晚于一九八六年底。
三、实行两部制电价的范围不变。 四、各地执行中遇到的问题，请随时报水利电力部。 附件：《功率因数调整电费办法》及附表一、二、三： 水利电力部国家物价局 一九八三年十二月二月 附件： 功率因数调整电费办法 一、鉴于电力生产的特点，用户用电功率因数的高低，对发、功、用电设备的充分利用，节约电能和改善电压质量有着重要影响，为了提高用户的功率困数并保持其均衡，以提高供用电双方和社会的经济效益，特制定本办法。 二、功率因数的标准值及其适用范围： 1.功率因数标准0.90，适用于160千伏安以上的高压供电的工业用户（包括社队工业用户）、装有带负荷调整电压装置的高压供电电力用户和3200千伏安及以上的高压供电电力排灌站； 2.功率因数标准0.85，适用于100千伏安（千瓦）及以上的其他工业用户（包括社队工业用户）、100千伏安（千瓦）及以上的非工业用户和100千伏安（千瓦）及以上的电力排灌站； 3.功率因数标准0.80，适用于100千伏安（千瓦）及以上的农业用户和趸售用户，但在工业用户未划由电业直接管理的趸售用户，功率因数标准应为0.85。