大工业用电计费及其相关知识

电费计算方法主要分为大工业用电和一般工商业用电、农业生产用电用电、居民生活用电。

1、概念

大工业用电指受电变压器（含不通过受电变压器的高压电动机）容量在315千伏安及以上的下列用电：

（1）以电为原动力，或以电冶炼、烘焙、熔焊、电解、电化、电热的工业生产用电。

（2）铁路（包括地下铁路、城铁）、航运、电车及石油（天然气、热力）加压站生产用电。

（3）自来水、工业实验、电子计算中心、垃圾处理、污水处理生产用电。

（4）农副产品加工业用电：是指直接以农、林、牧、渔产品为原料进行的谷物磨制、饲料加工、植物油和制糖加工、屠宰及肉类加工、水产品加工，以及蔬菜、水果、坚果等食品的加工用电。

基础知识：

变压器：用来改变交流电电压大小的电气设备。例如：在进行远距离输电时（电阻很大），如果电流较大，那么就会电阻功率就会很大，这样会导致损耗较大。所以在功率不变的情况下，为了降低损耗就需要增大电压以减少电流，这时候就需要用到变压器，这也就是变压器的作用了。变压器的使用场景见下图:

注意：理想变压器两端的功率比是1:1

电阻：R=ρL/S (其中，ρ表示电阻的电阻率，是由其本身性质决定，L表示电阻的长度，S表示电阻的横截面积)

阻力功率公式：P=UI=U²/R=I²R，其中P为功率，U为电阻两端的电压，I为流经电阻的电流，R为电阻的电阻值。

变压器容量：其额定电压与额定电流的乘积，其单位是VA，容量大了也可以是KVA或者MVA，即视在功率。

变压器容量和功率的异同：

相同点：变压器容量或视在功率=额定电压*额定电流，功率=电压*电流，两个都是电压和电流相乘。

区别：发电机发电输出的是有功功率，有功功率的单位就是W(瓦)，而发电机除了产生有功电能用于输出外，还可以产生无功功率，输出无功电流用于为变压器、电动机建立磁场。所以发电机输出的功率包含有功功率和无功功率。有功功率§用W做单位，无功功率(Q)用VA表示，它们之间的关系是：S²=P²+Q²，S：视在功率。

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。比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明

无功功率：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。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用

功率因数：有功电流和无功电流之间存在相位差，所以使得系统的电压和电流之间有相位差，也就是系统的功率因数（cosφ）产生的原因。P=S×cosφ，Q=S×sinφ。cosφ越大，系统的kVA中包含的kW就越大，这就是系统提高功率因数的原因。

科普1：为什么电器开多了可能诱发火灾？

电源适配器的作用是变压器兼整流器，家用电为220v交流电，电器设备一般所需要的电压都会在设备上标定，通常不需要这么大的电压，也不一定需要交流电，所以需要使用电源适配器来提供稳定的电压和电流。对于电流的大小，就取决于电器的功率了，电压一定后，功率越大那么电流越大，电流大了，电线的电阻功率就变大，所以电线过热就可能引起火灾。

注意⚠️：家用电电流和用电器的功率成正比，电流=功率/电压电流=功率/电压电流=功率/电压，也就是说你家里开的电器越多，电流就越大。例如电热水壶：额定功率1800W，工作电流8A，每小时耗电1.8度。最大容量烧水时间4~6分钟，预计耗电0.18度。就是说电流是一个变化的参数。

科普2：一度电的概念

我们用电的本质是使用电做功，用来转换成其他能量。所以度是对电所做功的度量，1度=1千瓦时1度 = 1千瓦时1度=1千瓦时，这里的千瓦时是指，功率为一千瓦的电器工作一小时电所做的功。

科普3：为什么有的电器设备需要大电压？

这要从电器设备的功率考虑，大型电器设备的运行功率都是非常大的，如果电压太小需要要超大的电流，这是十分不安全的！所以有的工厂会有自己的变压器。

2、工厂用电的类型

工业用电是指主要从事大规模生产加工行业的企业用电。大多使用三相电压，如三相380VAC，三相660VAC等，或者直接高压电线进户。作为对比，而民用电采用的是单相220VAC。

注意：VAC中的V指的电压单位福特，AC指交流电。

因此现在的工厂车间安装的智能电表会有Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic、有功电度、无功电度的示数，他们就是三项电压中每一项的示数。

3、工厂电力的接入方式

电从发电厂出来，到工厂或者到你家，是经历了如下过程：发电—变电（升压）—输电—变电（降压）—配电—用电

当电被输送到用电地方后，变电所会将高压电使用变压器将为低压电，然后将电力输送到配电厂，配电厂根据不用的电力使用需求，负责一个区域内的所有用电分配，例如：普通家庭用电的电压为220V，而工业用电却是380V，所以要按需分配，将家庭、工厂、商业用电分开处理。

而工业设备对电压的需求并不相同，也会自己安装变压器。选择变压器就会涉及到一个容量问题，即要选择容量为多大的变压器。

4、工业电费的计算方法

公式：

电费=基本电费+电度电费+力调电费。电费=基本电费+电度电费+力调电费。电费=基本电费+电度电费+力调电费。

（1）基本电费=用电容量×基本电价基本电费=用电容量×基本电价基本电费=用电容量×基本电价

用电容量：变压器容量或最大需量（按何种方式计费由用户选择，两种选择方式基本电价不一致）
基本电价：各地区电价不一致，总之是一个价格数值。
注意：
- 一般工商业和农业用电无此部分；
- 最大需量是指计量在一定结算期内(一般为一个月)某一段时间(我国现执行15 min)客户用电的平均功率，保留其最大一次指示值作为这一结算期的最大需量。
- 基本电价反映电力工业企业成本中的容量成本，即固定费用部分。计算基本电费时，以用户设备容量（千伏·安）或用户最大需量（千瓦）为单位，用户每月所付的基本电费仅与其容量或需量有关，与实际使用点来那个无关。

（2）电度电费=电度电量×电量电价×倍率电度电费=电度电量×电量电价×倍率电度电费=电度电量×电量电价×倍率

电度电量：电度表计量的电量（尖峰平谷不同时间分别计量），每月按表读数。
电量电价：参照下表两部制电价部分（山东省电网销售电价表、山东省电网输配电价表）：

注意⚠️：途中两部制电价，就是在大工业中使用的计费方式，也就是现在我们正在讨论的。两部就是两部分，即电度电费和基本电费。在单一制电价中没有基本电费，

（3）力调电费

力调电费：根据功率因数调整电费。这里的功率因数就是上文中基础知识中的功率因数。

功率因数=有功用电量/√（有功用电量的平方+无功用电量的平方）功率因数=有功用电量/√（有功用电量的平方+无功用电量的平方）功率因数=有功用电量/√（有功用电量的平方+无功用电量的平方）

功率因数和电费调整因数的关系如下表：

力调电费=（基本电费+电度电费）×力调电费调整因数力调电费 =（基本电费+电度电费）×力调电费调整因数力调电费=（基本电费+电度电费）×力调电费调整因数

例如：工厂实际功率因数为0.91，则力调电调整因数为-0.15%，力调电费这一项就相当于是电费减免了。

但是整体来讲，奖低罚高，并且功率因数越低罚款越高，最高能达到总电费的145%。

5、案例：

来自知乎用户鸣乔节能环保 - 知乎 (zhihu.com)对于问题《工厂一年电费几百万，要想节省电费，从哪里做起呢？》的回答

山东某企业2022年1月电费单据

其中整体分为三部分：

1、电度电费部分

计算方式为：

（计量表内本月抄表数−上月抄表数）×倍率×电费单价（计量表内本月抄表数 - 上月抄表数）× 倍率 × 电费单价（计量表内本月抄表数−上月抄表数）×倍率×电费单价

抄见电量总抄见电量(总)=(1895.5−1750.86)×2000=289280kwh抄见电量总抄见电量(总)=(1895.5−1750.86)×2000=289280kwh抄见电量总抄见电量(总)=(1895.5−1750.86)×2000=289280kwh

2、基本电费部分（一般工商业和农业用电无此部分）

基本电费的计费方式分为三种：按容量、按合同最大需量和按实际最大需量。

这里收费方式为按容量：变压器容量×山东省容量单价这里收费方式为按容量：变压器容量×山东省容量单价这里收费方式为按容量：变压器容量×山东省容量单价

基本电费元元基本电费=1500×28元/KVA=42000元基本电费元元基本电费=1500×28元/KVA=42000元基本电费元元基本电费=1500×28元/KVA=42000元

3、电价附加费

各水利基金附加费等不做分析。

其中大家比较关心的部分就是力调电费的考核，这里就要说一下关于功率因数的计算方式。

功率因数功率因数=284594/√(28459422+12690022)=0.913功率因数功率因数=284594/√(2845942^2+1269002^2)=0.913功率因数功率因数=284594/√(28459422+12690022)=0.913

注：最后一位3的取值各地方标准不同

参考：

各种类别电费计算方法及电费单解读 - 知乎 (zhihu.com)

变压器容量什么意思变压器容量的解释 (haocat.cn)

变压器容量单位KVA和KW的区别与换算 - 知乎 (zhihu.com)

变压器容量单位KVA和KW的区别与换算 - 知乎 (zhihu.com)

智能电表显示Ua、Ub、Uc代表什么呢？-江苏森维电子智能电表厂家 (senwei88.com)

天天用电，电是怎么一步步到你家的？_科普中国网 (kepuchina.cn)

工厂一年电费几百万，要想节省电费，从哪里做起呢？ - 知乎 (zhihu.com)