在現代用電企業中，在數量眾多、容量大小不等的感性設備連接于電力系統中，以致電網傳輸功率除有功功率外，還需無功功率。如自然平均功率因數在0.70～0.85之間。企業消耗電網的無功功率約占消耗有功功率的60%～90%,如果把功率因數提高到0.95左右，則無功消耗只占有功消耗的30%左右。由于減少了電網無功功率的輸入，會給用電企業帶來效益。

5.1、節省企業電費開支。

提高功率因數對企業的直接經濟效益是明顯的，因為國家電價制度中，從合理利用有限電能出發，對不同企業的功率因數規定了要求達到的不同數值，低于規定的數值，需要多收電費，高于規定數值，可相應地減少電費。可見，提高功率因數對企業有著重要的經濟意義。

5.2、提高設備的利用率。

對于原有供電設備來講，在同樣有功功率下，因功率因數的提高，負荷電流減少，因此向負荷傳送功率所經過的變壓器、開關和導線等供配電設備都增加了功率儲備，從而滿足了負荷增長的需要;如果原網絡已趨于過載，由于功率因數的提高，輸送無功電流的減少，使系統不致于過載運行，從而發揮原有設備的潛力;對尚處于設計階段的新建企業來說則能降低設備容量，減少投資費用，在一定條件下，改善后的功率因數可以使所選變壓器容量降低。因此，使用無功補償不但減少初次投資費用，而且減少了運行后的基本電費。

5.3、降低系統的能耗。

補償前后線路傳送的有功功率不變，P= IUCOSφ，由于COSφ提高，補償后的電壓U2稍大于補償前電壓U1,為分析問題方便，可認為U2≈U1從而導出I1COSφ1=I2COSφ2。即I1/I2= COSφ2/ COSφ1,這樣線損 P減少的百分數為：

ΔP%= (1-I22/I12)×100%=(1- COS2φ1/ COS2φ2) × 100%

當功率因數從0.70～0.85提高到0.95時，由(2)式可求得有功損耗將降低20%～45%。

5.4、改善電壓質量。

以線路末端只有一個集中負荷為例，假設線路電阻和電抗為R、X,有功和無功為P、Q,則電壓損失ΔU為：

△U=(PR+QX)/Ue×10-3(KV) 兩部分損失：PR/ Ue→輸送有功負荷P產生的;QX/Ue→輸送無功負荷Q產生的;

配電線路：X=(2~4)R，△U大部分為輸送無功負荷Q產生的

變壓器：X=(5~10)R QX/Ue=(5~10) PR/ Ue 變壓器△U幾乎全為輸送無功負荷Q產生的

可以看出，若減少無功功率Q,則有利于線路末端電壓的穩定，有利于大電動機的起動。因此，無功補償能改善電壓質量(一般電壓穩定不宜超過3%)。但是如果只追求改善電壓質量來裝設電容器是很不經濟的，對于無功補償應用的主要目的是改善功率因數，減少線損，調壓只是一個輔助作用。

5.5、三相異步電動機通過就地補償后，由于電流的下降，功率因數的提高，從而增加了變壓器的容量，計算公式如下：

△S=P/ COSφ1×[( COSφ 2/ COSφ1)-1]

如一臺額定功率為155KW水泵的電機，補前功率因數為0.857，補償后功率因數為0.967，根據上面公式計算其增容量為：(155÷0.857) ×[(0.967 ÷0.857)-1]=24KVA

6、應用實例：

煙臺市能源監測中心于2003年4月24、29、30日對煙臺氨綸股份有限公司B區制冷機、空壓機電機進行了電機補償裝置的安裝調試，從安裝后測試結果看，平均降低電流22-51(A)，電機功率因數提高到0.98，(見測試結果對比表)，減少了公司內部低壓電網的消耗，從而達到了節電的目的。

測試結果對比表

設備名稱 設備容量(kW) 補前功率因數COSφ1 補后功率因數COSφ2 電流下降△(A)

制冷壓縮機LM1-110M、B4 110 0.84 0.98 22

制冷壓縮機LM1-200M、B2 220 0.89 0.98 41

制冷壓縮機LM1-250MA1、C1 250 0.86 0.98 51

制冷壓縮機2DLGS-K2、D2 250 0.89 0.986 49

制冷壓縮機2DLGS-K2、D5 250 0.89 0.98 48

空氣壓縮機20S-200A、D1 150 0.87 0.98 38

空氣壓縮機20S-200A、D2 150 0.86 0.978 36

空氣壓縮機20S-200A、D3 150 0.87 0.982 40

空氣壓縮機60A-160、B1 160 0.88 0.98 46

空氣壓縮機60A-160、B2 160 0.89 0.973 48

1、由于電流減少，變壓器的銅損及公司內部的低壓損耗都降低。

配電系統電流下降率△I%=(1-0.87/0.98)×100%=11%；

配電系統損耗下降率 △P%=(1-0.872/0.982)×100%=21%

2.該公司B區制冷機、空壓機電動機補償的總容量為780千乏，電流平均總下降518(A),依據GB/T12497-1997中計算公式，安裝電動機補償裝置后，年可節電量=補償容量×無功經濟當量×年運行時間=780×0.04×24×300=224640kWh，節約價值11.2萬元，補償投資費用(包括設備的購置、安裝及現場調試)為：6.24萬元。(80元/千乏)

7、結論

文中集中探討了無功補償技術對用電單位的低壓配電網的影響以及提高功率因數所帶來的經濟效益和社會效益，介紹了影響功率因數的主要因素和提高功率因數的方法，討論了如何確定無功功率的補償容量，確保補償技術經濟、合理、安全可靠，達到節約電能的目的。