浅谈安科瑞无功补偿在提高制药企业电力系统功率因数的方法

摘要：结合制药企业用电负荷现状以及功率因数的基本概念，探讨了提高电力系统功率因数对制药企业的实际意义，重点介绍了制药企业提高功率因数的常用方法及管理办法。

关键词：制药企业；电力系统；功率因数；意义；方法

1 制药企业用电负荷现状

生产型制药企业的常见用电负荷包括生产与非生产两大类。其中，非生产类用电负荷主要是指办公区、生活区的用电负荷，此类用电负荷的功率因数相对稳定；而生产类用电负荷情况复杂，包括水制备类设备、空调系统设备、发酵类设备、灌装类设备等的用电负荷以及照明类用电负荷。由于上述生产类设备的额定功率差别很大，使用频率、使用周期也千差万别，加上企业淡旺季用电量差距巨大等情况，导致很多时候企业用电系统总的功率因数很低，电能利用程度低，严重影响用电质量，电力部门往往每月会对功率因数不达标的企业进行经济处罚。

2 功率因数的基本概念

功率因数是指交流电路中有功功率对视在功率的比值，或者说是交流电路中有功功率与视在功率的比率。在电力系统中，功率因数是一个重要的技术数据，它反映了电力设备将电能转换为其他形式能量的能力，也反映了电力设备的效率。功率因数的值范围在0到1之间。对于电阻负荷，如白炽灯泡、电阻炉等，它们的功率因数为1，因为这些负荷直接消耗电能并产生热量。对于具有电感性负荷的电路，如电动机、电力变压器等，它们的功率因数小于1，因为这些负荷除了消耗电能外，还会产生无功功率。无功功率并不会被转换为热能或机械能，它只是在电源和负荷之间来回传输，不消耗能量。但无功功率的存在会占用电力系统的资源，降低电力设备的效率，因此需要尽可能地减小。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cosΦ=P/S。功率因数的提高可以通过补偿无功功率、改善负荷性质、提高设备自然功率因数等方式来实现。

3 提高功率因数对制药企业的实际意义

改善电能质量：提高功率因数能够减少电压的损失，满足设备正常运行的需求，避免设备生产的产品精度产生不良影响，从而降低对设备使用寿命的缩短甚至引发设备烧毁的可能性。节省电力设备的投资：提高功率因数可以降低变电设计总容量，从而节省企业在变压器上的投资，同时也能降低设备维护和保养费用。节约电费：国家鼓励企业提升电力系统功率因数，对于功率因数达到规定标准的，电业局会减免部分电费。如果功率因数不达标，企业还会被罚款。因此，提高功率因数能够降低电费开支。提升电能利用率：提高功率因数能够避免电能损失，促进电能利用率提升，从而降低制药企业在购买设备和线路方面耗费的成本。 

图1感性负载并联电容器的等效电路图

提高功率因数对制药企业来说非常重要： 它可以提高电力系统的电能质量，减少电压损失，保证设备正常运行。 可以减少变压器的设计容量，从而减少企业在变压器上的投资，同时也能降低设备维护和保养费用。 可以获得电力部门的奖励或降低电费，因为电力部门通常会根据功率因数的高低对用户进行奖励或惩罚。 可以提高电力系统的稳定性和可靠性，减少因电力故障而导致的生产中断或设备损坏的可能性。 可以优化电力系统的运行状态，提高系统的安全性和可靠性，保证生产线的稳定运行。 可以提高企业的经济效益和社会效益，因为功率因数的提高可以带来节能减排的效果，同时也可以减少对环境的污染。 

4 提高功率因数的常用方法

提高功率因数对于制药企业的经济效益和社会效益都有着重要的意义。在实际操作中，企业确实需要根据自身的情况来选择适合的补偿方式。以下是对您之前提到的几种提高功率因数方法的进一步说明：

（1）使用高效的电机：使用高效的电机可以减少电能的浪费，提高能源的利用效率，同时也可以减少电机发热对设备的影响，延长设备的使用寿命。

（2）选择合适的电压：对于制药企业来说，不同的设备需要的电压是不一样的，因此，在保证设备正常运行的前提下，应尽可能选择合适的电压来提高功率因数。

（3）改善电路的结构：通过改善电路的结构，可以减少电路中的电阻和电感，从而减少失真，提高功率因数。

（4）引入变压器：变压器可以将高电压转化为低电压，以满足设备的电压需求，从而减少因高电压造成的损耗，提高功率因数。

（5）引入电容器：通过引入电容器，可以补偿电路中的无功功率，从而提高功率因数。

（6）使用高效的滤波器：高效的滤波器可以减少电路中的噪声，从而减少失真，提高功率因数。

（7）改善电路的布线：重新设计电路的布线，可以减少电阻和电感，从而减少损耗，提高功率因数。

（8）引入绝缘：通过引入绝缘材料，可以减少导线的电阻和电感，从而减少损耗，提高功率因数。

（9）更换导线：使用低电阻率的导线可以减少电阻和电感，从而减少损耗，提高功率因数。

（10）避免电路的重复：避免电路的重复可以减少设备运行时的损耗，提高功率因数。

在实施这些方法时，企业需要考虑到设备、技术、经济投入等多个方面的因素。例如，安装电容器时需要考虑电容器的容量、耐压、耐温等因素；选择变压器时需要考虑变压器的容量、阻抗、效率等因素；进行电路改造时需要考虑改造的费用、改造后的效果等因素。

同时，企业还需要注意无功补偿设备的日常维护和检修。例如，电容器需要定期清理表面的灰尘和检查连接线是否松动或断裂；变压器需要定期检查油位、油温、冷却系统等是否正常；滤波器需要定期检查其工作状态和参数是否正常等。

最后，企业还需要注意电力系统的安全问题。例如，在实施无功补偿时需要考虑到系统的安全稳定运行；在安装电力设备时需要考虑到设备的接地、过流、过压保护等问题；在电力设备运行时需要定期检查设备的保护装置是否正常工作等。

5 安科瑞智能电容器产品选型

5.1产品概述

AZC/AZCL系列智能电容器是应用于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，两台共补或一台分补低压电力电容器构成。可替代常规由熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成的自动无功补偿装置。具有体积更小，功耗更低，维护方便，使用寿命长，可靠性高的特点，适应现代电网对无功补偿的更高要求。

AZC/AZCL系列智能电容器采用定式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*佳投入（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。

5.2型号说明

AZC系列智能电容器选型：

AZCL系列智能电容器选型：

5.3产品实物展示

 

AZC系列智能电容模块AZCL系列智能电容模块

安科瑞无功补偿装置智能电容方案

6 结语

本文从理论上分析了提高功率因数对改善制药企业经济效益和社会效益的意义，着重介绍了提高功率因数的几种方法。在实际应用中，企业应根据自身情况进行分析，从设备、技术、经济投入等方面综合考虑无功补偿方式，从而达到*佳的补偿效果。

参考文献：

马军荣，杨艳，王文丽.浅析提高功率因数的意义及方法[J].科教文汇，2016（18）：71-72.

[2]于瑞丰.浅谈提高制药企业电力系统功率因数的方法[J].机电信息,2018(14):54-56.DOI:10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2018.14.011.

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版

审核编辑 黄宇