項目4建筑供電節能工程設計功率因數的提高方式——無功補償裝置（教材第三章40頁內容）主要內容：1.提高功率因數的意義和方法；2.無功補償容量的計算和無功補償裝置選擇；3.案例分析。任務一提高功率因數的意義和方法

我國供電部門的規定：高壓供電的用戶必須保證功率因數在0.9以上，低壓供電的用戶必須在0.85以上。為了使用戶注意提高功率因數，供電部門還對大宗用電單位實行按用戶月平均功率因數調整電費的辦法。調整電費的功率因數標準一般為0.85，大于0.85時給以獎勵，低于0.85時便要增收電費甚至罰款，功率因數很低時供電部門要停止供電。一、提高功率因數的意義當建筑內的用電負荷在額定狀態工作時，電源進戶線的平均功率因數叫做該建筑的自然功率因數。計算表明，當建筑的自然平均功率因數在0.8～0.85時，建筑消耗電網的無功功率約占消耗有功功率的60%～75%左右。如果把功率因數提高到0.95，則無功功率只占有功功率的30%左右，這就大大減少了電網的無功功率輸入，給用戶帶來一系列的好處。二、提高功率因數的方法1.通過適當措施提高自然功率因數。提高自然功率因數可以通過合理選擇感應電動機的容量、使用中減少感應電動機的空載運行、條件許可時盡量使用同步電動機、以最佳負荷率選擇變壓器等方法達到目的。2.并聯同步調相機。3.并聯適當的靜電電容器。并聯適當的靜電電容器以提高系統的功率因數。并聯電容器安裝簡單、容易擴建、運行維護方便，補償單位無功功率的造價低、有功損耗小，因此廣泛用于工廠企業及民用建筑供電系統中。三、電力電容器的設置

電力電容器的補償方式按其裝設位置的不同主要有三種：個別補償、分組補償、集中補償。（一）個別補償個別補償就是把電力電容器裝設在需要補償的電氣設備附近，與電氣設備同時運行、同時退出。（二）分組補償把用電設備分成若干組，每一組用電容器進行補償。

（三）集中補償（把電力電容器集中設置在變、配電所的高壓母線或低壓母線上，叫做集中補償）

1.高壓集中補償：把電力電容器集中設置在變、配電所的高壓母線。

2.低壓集中補償：把電力電容器集中設置在變、配電所的低壓母線。變電所高壓側變電所低壓側建筑物內低壓總配電室（高壓集中補償）（低壓集中補償）（低壓集中補償）低壓配電箱（低壓分散補償）補償區域補償區域補償區域未補償區域未補償區域未補償區域補償區域四、電力電容器裝設位置及其補償效果任務二無功補償容量的計算和無功補償裝置選擇并聯電力電容器進行無功補償時，電容器的容量、額定電壓、相數等都要與用電設備或供電線路相適應。為了避免過度補償，電容器的容量應計算確定。

一、建筑供電系統自然功率因數

1.在選用靜電電容器進行補償時，必須先計算供電系統的自然功率因數。建筑供電系統補償前的自然平均功率因數可按下式計算：其中：α、β——有功及無功的年平均負荷因數，α值和β值一般可在0.7～0.8和0.8～0.9之間選取；PC、QC——建筑供電系統的總有功計算負荷及總無功計算負荷。2.對已交付使用的建筑，可按下式計算其平均功率因數，從而省卻計算PC和QC的過程：其中：

Wp—最大負荷月的有功電能消耗量，即有功電度表的讀數，（kW·h）；

Wq—最大負荷月的無功電能消耗量，即無功電度表的讀數，（kvar·h）。二、無功補償容量的計算若要把供電系統的功率因數由補償到，所需電容器的無功容量計算如下：或其中：

—補償前自然功率因數所對應的正切值；

—補償前自然功率因數所對應的正切值；

—無功補償電容器的容量（kvar）；

—有功計算負荷（kW）；

—年平均負荷因數，取0.7～0.8；

—補償率（kvar/kW），見表3-2(教材43頁）三、補償后計算負荷的確定設補償前供電系統的計算負荷為、、、，功率因數為；補償后的功率因數為。由計算得到的所需的無功補償容量為，則補償后供電系統的計算負荷為：其中UN為供電線路的額定線電壓，低壓為380V。四、電力電容器的選擇、保護和控制1.電力電容器類型電力電容器有單相、三相、高壓和低壓之分。2.電力電容器接線方式星形、三角形和雙星形是主要的三種形式，低壓一般采用是三角形，高壓采用星型接線方式。3.電力電容器保護由于電力電容器的電流較小，一般采用熔斷器進行短路保護。熔體電流選擇為電容器額定電流的1.3~2.5倍。4.電力電容器的控制（主要指投入數量的控制）控制的方式有手動和自動兩種方式，目前大部分使用的是自動投入，稱為功率因數自動補償裝置。五、案例分析

1.某教學樓用三相四線制低壓電源供電，已知供電系統的總計算負荷為：。現設計將該供電系統的功率因數提高至0.95，試計算所需的無功補償容量及補償后的計算負荷。解：（1）補償前取α=0.8，β=0.85，則補償前的平均功率因數為：（2）