在正常的电网运行情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,那么,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。
无功功率对供、用电产生一定的不良影响,主要表现在:
(1)降低发电机有功功率的输出。
(2)降低输、变电设备的供电能力。
(3)造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。
(4)造成低功率运行和电压下降,使电气设备容量得不到充分发挥。
当无功功率不足时,会使线路及变压器的压降增大,如果是冲击性无功功率负载,会产生电压剧烈波动,使供电质量严重降低。比如电弧炉、轧钢机等设备会频繁的无功功率冲击,会使电网电压剧烈波动,甚至是同一电网上的用户无法正常工作。当电压降落时,会对许多设备的使用产生不良影响。比如降落过多,电动机可能停止运转,或不能启动。电压降低,电动机电流将增大,绕组温度升高,严重情况下会使电动机烧毁。
无功功率还直接影响功率因素
功率因数,是用来衡量用电设备(包括:广义的用电设备,如:电网的变压器、传输线路,等等)的用电效率的数据。功率因数的定义公式:功率因数=有功功率/视在功率。
根据水利电力部、国家物价局文件颁布的《功率因数调整电费办法》
功率因数低了是要罚款的,具体原因如下:
功率因数的偏低不仅是系统中的无功功率消耗过大,还会产生其他的危害:
1.网络的损耗大
补偿前后线路传送的视在功率不变,较低的功率因数增加了变压器及有关电气设备网络内部的电能损耗,直接增加用电费用的支出。
2.网络输送容量低
在变压器容量一定的情况下,如果功率因数低,则系统传送的有功功率也低,从而无法使设备的效率得到充分的利用,直接为企业创造经济效益。
3.用户侧电压偏移
当功率因数偏低时,设备的电压变化大,无功损耗也大,设备老化加速,容易造成设备使用寿命缩短,影响设备运行,使安全问题增加和设备的原有设计寿命大打折扣。由于设备维护及因设备故障而造成停产会给企业造成严重的经济损。
4.加收力率电费(罚款)
我国供用电规则规定,工业用户和装有带负荷调整电压装置的电力用户,功率因数应达到0.9以上;凡是功率因数达不到上述规定的用户,电业部门对其加收一部分电费——力率电费(罚款)。具体按照《功率因数调整电费办法》执行。
从发电机和高压输电线供给的无功功率,远远满足不了负荷的需要,所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户对无功功率的需要,这样用电设备才能在额定电压下工作。而且降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,降损节能,改善电能质量。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。