企业应如何改善设备功率因数，有效规避罚款

安科瑞华楠

摘要：在山西省人民医院，设备功率因数约为0.8。根据功率因数增减收费。功率因数小于0.9，电费增加，功率因数大于0.9。因此，安装AZCL智能集成电力电容器进行无功补偿，提高功率因数对企业发展至关重要。

关键词：低压智能电力电容器，无功补偿，功率因数

1：概述
对于电力系统的供电部分，根据所需的额定电压和额定电流设计提供电能的发电机。在发电机的长期运行中，电压和电流不得超过额定值，否则会缩短其使用寿命，甚至损坏发电机。由于发电机是通过额定电流和额定电压积累的定额，这意味着当接入负载为电阻时，理论上发电机是完全使用的，因为P=UICOS中的COSφ=1；但是，当负载是感性或容性时，COSφ1不能充分利用发电机。为了利用发电机的容量，就需要提高其功率因数。在低压配电系统中，采用并联电容器装置集中补偿无功功率或局部补偿是减少线路损坏和节约电能的合理方法。无功功率补偿的主要作用是减少设备和线路的功率损失，稳定电压，提高供电质量，提高电力变压器的承载能力，提高系统的输电稳定性和输电能力。
AZCL智能集成电力电容器集成了现代测控、电力电子、网络通信、自动控制、电力电容器等先进技术。它改变了传统无功补偿装置落后的控制器技术，改变了传统无功补偿装置体积大、体积大的结构模式，使新一代低压无功补偿设备具有补偿效果好、体积小、功耗低、使用灵活、维护方便、使用寿命长、可靠性高的特点，适应了现代电网对无功补偿的更高要求。

2：案例分析：

山西某人民医院项目，总建筑面积为13372.34m2，其中地上面积为10201.73m2，地下面积3170.61m2，建筑高度为36.5m，为二类高层民用建筑，主要包括急诊楼、门诊楼、住院楼、后勤保障楼等。其配电系统是由数台10/0.4KV主变压器，经低压配电设备向用电设备供电。急诊楼一台变压器容量为1250Kva，负载总容量为820kw，当前功率因数为0.8，要将功率因数提高到0.95左右，其主要负载为电子设备、照明、空调及通风设备、计算机等。设备功率因数为0.8，设备开关电源谐波次数以3、5、7次为主，选用14%智能电容；空调风机功率因数为0.83，谐波次数以5、7次为主，选用7%智能电容；计算机功率因数为0.7，计算机开关电源谐波次数以3、5、7次为主，选用14%智能电容；建筑的单相负荷与三相负荷用电量相差不大，较适合采用混合补偿方式，单相分补占总容量的40%左右。

3：解决方案

医院的低压配电系统有大量的谐波源负荷，会产生3、5、7次谐波，大量的单相非线性负荷会造成三相不平衡、谐波超标、中性线谐波过载等电能质量问题，进行无功补偿需要要考虑谐波的影响。计算得无功需量为350kvar，安装容量为480kvar，考虑到系统中带有的谐波，安装共补300kvar、分补180kvar容量的14%智能电容，实际功率因数达到0.94，符合要求，使用普通电容电抗，至少需要两套宽1000*深1000的柜子，现在安装AZCL智能集成式电力电容器，只需要两套宽800*深800的柜子，柜体空间也大大节省，接线简单，安装方便，可靠性更高。

4：AZCL智能集成式电力电容器

4.1 概述

AZCL智能集成式电力电容器是应用于0.4kV、50Hz低压配电中用于节省能源、降低线损、提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。它由智能测控单元、晶闸管复合开关电路、线路保护单元、电容器和电抗器构成。

AZCL低压智能电力电容器采用定制段式LCD液晶显示器，可显示三相母线电压、三相母线电流、三相功率因数、频率、电容器路数及投切状态、有功功率、无功功率、谐波电压总畸变率、电容器温度等。通过内部晶闸管复合开关电路，自动寻找合适投入（切除）点，实现过零投切，具有过压保护、缺相保护、过谐保护、过温保护等保护功能。

4.2 技术参数

参数类型	指标
海拔高度	≤2000米
环境温度	-25～55℃
相对湿度	40℃，20～90%
大气压力	79.5～106.0Kpa
额定电压	AC220V或AC380V
允许偏差	±20%
电压波形	正弦波，总畸变率不大于5%
工频频率	48.5～51.5Hz
功率消耗	<0.5W（切除电容器时），<1W（投入电容器时）
安全要求	满足《DL/T842-2003》低压并联电容器装置使用技术条件中对应条款要求。
无功补偿误差	≤电容器容量的75%
电容器投切时隔	>10s
无功容量	共补单台≤50kvar；分补单台≤30kvar
保护功能	温度保护、缺相保护、过压欠压保护、电压电流谐波保护

4.3 接线方式

5：结束语

在医院项目中，功率因数普遍偏低，电费罚款较多，使用AZCL智能集成式电力电容器发出无功，提高受电端母线的电压水平，减少了线路上感性无功的输出，降低了电压和功率损耗，因而提高了线路的输电能力。安科瑞AZCL智能集成式电力电容器的在学校、医院、工业、商业中心、居民配电、等项目中长期正常投运，可供业绩参考，AZCL智能集成式电力电容器操作简单、功能齐全，能合理地解决用户问题，达到节能的效果。无论从经济性还是从实用性而言，都具有广泛的推广价值。电网既产生有功也产生无功，而无功在电网传输过程中会有损耗，低压智能电力电容进行无功补偿，从而提高功率因数，节约用电成本，减少企业的开支，可减少线路的损耗，提高电网输电的效率。

6：参考文献

[1] 企业微电网设计与应用手册.2020.6

[2] 王兆安，刘进军，王跃，等.无功功率补偿[M].地3版.北京：机械工业出版社.2015

[3] 《建筑电气设计规范》（JGJ 312-2013），北京，中国建筑工业出版社，2013

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