我们遇到用户经常说无功补偿要功率因数达到0.9或者0.95以上,不然就会被罚款,这个罚款就是力调电费。
力调电费的全称是“力率调整电费”,也就是功率因数调整电费。1976年国家制定并实施了《力率调整电费办法》,1983年,国家修改和完善这个办法,新出台了《功率因数调整电费办法》(【83】水电财字第215号),同时宣布废止原来的办法,而且后来没有再做大的修改,这个办法已经执行了近30年,充分显示了其生命力。
要搞清楚什么是力调电费,我们先来看看什么是功率因数。
一、功率因素的概念及意义
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,即总功率中有功功率所占的比例,用公式表示为: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,即功率因数低的根本原因是电感性负载的存在。例如,生产中最常见的交流异步电动机在额定负载时的功率因数一般为0.7至0.9,如果在轻载时其功率因数就更低。其它设备如工频炉、电焊变压器以及日光灯等,负载的功率因数也都是较低的。
(1)功率因数影响设备出力
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。
从公式cosΦ=P/S中不难看出,在视在功率(S)不变的情况下,功率因数越低,有功功率就越小,同时无功功率却越大。这种使供电设备的容量不能得到充分利用,例如容量为1000kVA的变压器,如果cosΦ=1,即能送出1000kW的有功功率;而在cosΦ=0.7时,则只能送出700kW的有功功率。
(2)功率因数影响电压质量
功率因数低不但降低了供电设备的有效输出,而且加大了供电设备及线路中的损耗。
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。
当线路输送一定数量的有功功率时,如输送的无功功率越多,线路的电压损失越大,送至用户端的电压就越低,而电压高低是衡量电能质量的重要因素。对110kV以下的线路,其电压损失可近似为:
△U=(PR+QX)/Ue
其中:△U-线路的电压损失,kV
Ue-线路的额定电压,kV
P-线路输送的有功功率,kW
Q-线路输送的无功功率,kvar
R—线路电阻,欧姆
X-线路电抗,欧姆
从上式中可以看出,线路输送的无功功率Q越大,线路的电压损失就越大。
为此,《功率因数调整电费办法》指出:“鉴于电力生产的特点,用户用电功率因数的高低,对发、供、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因数并保持其均衡,以提高供用电双方和社会的经济效益”。
(3)实行力率调整电价的重要意义
总的说来,实行力率调整电价的重要意义体现在以下几方面:
一是能促进用户提高功率因数,减少无功电流,有效降低电能损耗;
二是能促进电力用户应地补偿无功,减少与系统无功交换,减少电压损失,改善电能质量,保障电力系统的安全稳定运行。电力用户无功需求过大,会使电网电压下降,严重时可能引起电压崩溃甚至电力系统瓦解。只有电力用户做到无功就地平衡,减少电网无功功率输送,才能有效降低电压损失,提高用户供电质量;
三是用户提高功率因数,可以提高设备利用效率,减少设备容量投资,促进全社会资料节约。用户可以通过配置无功补偿设备,实现无功就地平衡,有效提高变压器受电能力,增强适应生产负荷变动能力,从而减小企业扩容投资。
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