浅议中小企业功率因数异常处理的方法

[摘 要]中小企业在日常用电中，由于补偿电容器配备不合理造成功率因数异常会加大电费支出，供电企业同时增加了线路损失电量和占用了系统变电容量，双方不得利，是一个双输的局面。如果企业主及时投资更新补偿电容，情况就完全相反，企业主可节省比较可观的电费，供电企业则可得到线损降低和变电容量利用率的提高的好处，提高了生产效率，达到了双赢。

但在实际工作中，有些企业花费了很大力气修理了补偿电容后，却达不到预期的效果，甚至个别企业出现了设备损坏的情况。下面就我在工作中遇到的情况逐一分析，抛砖引玉，提供更多的思路，以便更好的解决功率因数异常问题，下面将我遇到的问题分为欠补偿、过补偿和无法补偿的三种情况进行分析。

[关键词]补偿电容器 维护

中图分类号：TM531.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0077-01

一、补偿电容位置不当引起的欠补偿，造成功率因数异常

某企业月用电量约130万kWh，电费总额约100万元，经过在档案中对每月用电量进行分析，自3个月前开始，电量出现约30%的增加，月平均功率因数约为0.87～0.88，国家规定的标准为0.90，功率因数没有达到标准。从而使力率调整电费从3个月前的负数增加到每月罚5000余元甚至10000多元，分析应为客户电容补偿容量不足或者电容损坏引起的。经与客户沟通，客户安排电气设备厂进行维修，维修完成1个月后，力率调整电费没有明显的降低。我到现场进行检查后，重新进行了方案设计，并重新施工，力率电费降低到-4000余元。

改造方案如下：一是在总配电室新增电容补偿柜一台，容量建议在400千乏左右，并安装在配电室的合适位置处，二是补偿电容与配电柜的连接处使用3*95的软铜线进行连接，三是要与施工单位签订施工合同，共同维护双方的利益。经过客户与施工方的几个回合的谈判，进行改造后，达到了满意的效果，月平均功率因数达到了0.93～0.94，力率调整电费下降到每月-4000元左右。

这种由于补偿信号没有完全传递到补偿设备引起的故障在日常工作中比较少见，主要是由于用户配电室设备改造时不慎重引起的。

二、设备故障造成补偿电容全投引起的过补偿

某房地产开发企业新购厂房，打算做为土地开发储备，用于日后房地产开发，暂时租借给某销售企业做为仓库使用，功率因数因负荷偏低每月不达标，力率调整电费每月约200元左右。该企业安排电工对老旧的配电盘进行了维修，维修后出现了异常，力调电费达到了1万多元，新安装的变压器甚至出现了漏油现象。我到现场后发现是信号回路故障，造成补偿电容全投，出现过补偿，投入的电容容量甚至超过变压器额定容量，造成变压器过载。

我与电工分析了问题的矛盾之处后，将电容器全部退出运行，分别测试了手工投切和自动投切两种运行方式，在进行自动投切时，电容器每隔约15秒钟投入一组，直至全部投入，手动投切没有异常。至此，问题的症结显露出来，是由于投切仪故障造成了过补偿现象，更换故障设备后，恢复正常。

这种问题通常是由于采购了不合格的设备引起的，可见，在日常工作中，应事先检查供货商的生产资质，来避免发生此类问题。

三、“大马拉小车”引起的无法补偿

这种情况通常发生在新上马的企业当中，我所在的地区有部分企业在新建设厂房时，企业发展规划到了很多年后，考虑的容量裕度比较大，很容易造成“大马拉小车”现象。

某商业场所新装用电，按照计算负荷配备了两台400kVA的变压器，月用电量14654千瓦时，总变压器容量800千伏安，高供低计，当月电费总额14663.31万元，平均电价为1.00元/千瓦时，平均电价较高，客户怀疑是否电费计算有误，在属地营业厅查询后，打电话咨询电费计算方法问题。

在与客户沟通的过程中，我了解到该客户缺少电费方面知识，不了解力调电费执行标准问题导致电费多出正常电费很多，这样既增加了用户的电费开支，而且由于用户取用电网上的无功增加导致线损电量增加。为提高用户的功率因数并保持无功功率平衡，以提高供用双方和社会的经济效益，国家制定了功率因数调整电费办法。按照政策规定，功率因数标准0.85，适用于该用户。如果达不到要求或者向网上倒送无功电量的客户要按照规定多支付力调电费。该户需要交纳的力调电费多达1187多元，导致平均电价升高。

进一步分析发现，该户力调电费较多的主要是由于负载率过小导致的，俗称“大马拉小车”，无功变损计算系数如下：

K的取值根据负载率的大小确定（如表1）。

该户当月的负载率为14654/（800*720*0.9）=2.8%.

无功变损=K*有功变损=4.35*1586=6900kvarh

详细分解该户当月的有功电量和无功电量的组成：

总有功电量=表计电量+变损电量=13068+1586=14654kWH

总无功电量=表计电量+变损电量=9704+6900=16604kvarh.

从上述2式可见，有功变损占了总有功电量：

1586/14654=10.8%

无功变损占总无功电量：

6900/16604=41.55%。

变压器的无功变损是无法补偿的，因此这个案例中无功变损是影响功率因数高低的重要因素。

针对上述分析，我们向用户详细解释了当月电费的计算过程。无功电量中，9704kvarh是可以部分补偿的，要全部补偿经济性较差；但无功变损6900kvarh无法进行补偿。因此我们提议该户在保证安全用电的前提下，到供电公司营业厅报暂停一台400kVA变压器，减少变损电量，达到降低电费支出的目的。

上述案例是新装变压器容量过大的典型情况，在新开发的工业区内，这种情况比较常见，通常是客户将容量裕度考虑过大引起的。在执行大工业电价的区域，这种情况下电费支出变得更加惊人，每度电均价可达10元之多，部分企业在正常投产后，平均电价下降到正常范围内，部分企业无法负担日益增加的电费负担，选择更换小容量的变压器。

在中小企业变压器容量的选择问题上，2012年山东省技术监督局印发的《10kV及以下电力用户受电工程技术规范》中有明确的指导，具体依据一是客户用电设备的容量，二是用电设备的需用系数，三是国家规定客户应达到的功率因数等因素，来确定需用的变压器容量。以机械加工为例，其变压器容量的选择，按照技术规范中的原则进行计算后为总设备容量代数和的0.7倍左右。

上面仅就日常工作中遇到的一些问题与大家进行探讨，其他一些不常见的问题包括有企业的冲击负荷造成模拟信号型补偿电容的延迟投入、延迟退出，造成向系统反送无功较多等问题有更多的讨论，以便能够以更加经济合理的方式解决功率因数异常，为企业节能降耗做出贡献。

参考文献

[1] 潘明桓曹培玺《电力价格法规政策汇编》山东人民出版社.

[2] 山东省质量技术监督局《10kV及以下电力用户受电工程技术规范》.

[3] 金德生金盛供电企业电能损耗与无功管理手册中国电力出版社，2005.