式中 QC——容性無功補償設(shè)備總?cè)萘浚?/div>
QD——最大自然無功負(fù)荷；
QG——本網(wǎng)發(fā)電機的無功功率；
QR——主網(wǎng)和鄰網(wǎng)輸入的無功功率；
QL——線路和電纜的充電功率。
10(6)kV 配電線路上宜配置高壓并聯(lián)電容器，或者在配電變壓器低壓側(cè)配置低壓并聯(lián)電容器。電容器的安裝容量不宜過大，一般約為線路配電變壓器總?cè)萘康?0.05～0.10，并且在線路最小負(fù)荷時，不應(yīng)向變電所倒送無功。如配置容量過大，則必須裝設(shè)自動投切裝置。變壓器的無功消耗可按下式計算
ΔQT = [I0％/100＋VK％/100×β2]S e
式中 I0%——變壓器空載電流的百分?jǐn)?shù)；
VK％——變壓器短路電壓的百分?jǐn)?shù)；
S e——變壓器的額定容量，kVA；
β——變壓器的負(fù)載率。
通常補償容量為變壓器無功消耗的1.2~1.4倍。
2 功率因數(shù)調(diào)整電費的計算方法
供電部門在為用戶確定供電方案時，除了核準(zhǔn)供電容量、確定供電電源點、供電電壓等級、計量裝置的設(shè)置、計費方式、用戶注入電網(wǎng)的諧波分量，以及方案有效期外，還對功率因數(shù)給定了一個最低限值，分別為0.9、0.85、0.8。
根據(jù)國家現(xiàn)行電價的規(guī)定，用戶功率因數(shù)分別以0.9、0.85、0.8為基礎(chǔ)，當(dāng)功率因數(shù)高過這些值時，可按比例減少電費；當(dāng)用戶用電的功率因數(shù)低于這些值時，要按比例增加當(dāng)月電費，具體計算方法是W = (1＋a%)(F1＋F2)
式中 W——當(dāng)月電費，元；
F1——基本電費，元/kVA；
F2——電量電費，元/kWh；
a%——功率因數(shù)調(diào)整電費系數(shù)。
當(dāng)用戶cosφ > 0.9，0.85，0.80標(biāo)準(zhǔn)時，a%為負(fù)值，當(dāng)用戶cosjφ < 0.9，0.85，0.80標(biāo)準(zhǔn)時，a%為正值，當(dāng)用戶cosφ = 0.9，0.85，0.80標(biāo)準(zhǔn)時，a% = 0。
3 應(yīng)用實例
某一用戶的變壓器容量為6.3MVA，月用電量為35×105 kWh，平均功率因數(shù)為0.8。若該用戶的功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為0.8，計算該用戶補償?shù)?.92時的經(jīng)濟(jì)效益。基本電費按每kVA每年180元、電量電費按 0.4元/kWh計算。補償裝置每kVA的投資按60元，資產(chǎn)折舊率為10％，無功補償設(shè)備的有功損耗為其額定容量的3%。計算過程如下。
3.1 計算補償容量
補償前cosφ 1= 0.8，tanφ 1 = 0.75，平均有功功率為P1=350×10000/30/24 = 4861（kW），無功功率為Q1 = P1×tanφ 1 = 3645.75（kvar）。
假設(shè)補償電容器容量為xkvar，經(jīng)補償后，功率因數(shù)為 cosφ 2 = 0.92，tanφ 2 = 0.426，無功功率為Q2 = Q1-x，而用戶的有功功率P2 = P1 0.03x，于是tanφ 2 = Q2/P2=0.426，解得x = 1569 ≈ 1600（kvar）。
3.2 補償前用戶的年支出費用
基本電費為6.3×1000×180/10000 =113.4（萬元）；
電量電費為350×12×0.4 = 1680（萬元）；
用戶總支出電費為113.4 1680 = 1793.4（萬元）。
3.3 補償后用戶年支出費用
電容器年運行時間按8000小時估算，則電量電費為0.4×1600×0.03×8000/10000 1680 = 1695（萬元），總電費為113.4 1695 = 1808.4（萬元）。
按功率因數(shù)調(diào)整后電費為1808.4×(1-0.013) =1784.9（萬元）；
無功補償設(shè)備投資為1600×60/10000 =9.6（萬元），則資產(chǎn)折舊費為0.96萬元；
用戶年總支付費用為1784.9 0.96 = 1785.9（萬元）；
補償后每年經(jīng)濟(jì)效益為1793.4-1785.9= 7.5（萬元）。每年節(jié)約電費為1793.4-1784.9 = 8.5（萬元），投資可在1.1年左右回收。
若該用戶的平均功率因數(shù)為0.85，功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)也為0.85，其它計算條件不變，計算該用戶補償?shù)?.94時的經(jīng)濟(jì)效益，計算過程如下：
計算補償量：補償前cosφ1 = 0.85，tanφ 1 = 0.62，平均有功功率為P1 =350×10000/30/24 = 4861（kW），無功功率為Q1 = P1×tanφ 1 = 3013.82（kvar）。
假設(shè)補償電容器容量為x kvar，經(jīng)補償后，功率因數(shù)為cosφ 2 = 0.94，tanφ 2 = 0.363，無功功率為Q2= Q1-x，而用戶的有功功率P2 = P1 0.03，于是tanφ 2 = Q2/P2 =0.363，解得x = 1235≈1200（kvar）補償前用戶年支出費用如上述計算，仍為1793.4萬元。
補償后用戶年支出費用。電容器年運行時間按8000h估算，則電量電費為0.4×1200×0.03×8000/10000 1680 = 1691.5（萬元），總電費為113.4 1691.5 =1804.9（萬元）。
按功率因數(shù)調(diào)整后電費為1804.9×(1-0.011） = 1785（萬元）；
無功補償設(shè)備投資為1200×60/10000 =7.2（萬元），則資產(chǎn)折舊費為0.72萬元；
用戶年總支付費用為1785 0.72 = 1785.7（萬元）；
補償后每年經(jīng)濟(jì)效益為1793.4-1785.7= 7.7（萬元）。每年節(jié)約電費為1793.4-1785 = 8.4（萬元），投資可在0.86年左右回收。
由以上的計算可以看出，無功補償?shù)男б娣浅Ｃ黠@，無論從0.8補到0.92還是從0.85補到0.94，用戶投資可在一年左右回收，而且上述計算還沒有包括因補償減少視在功率對用戶的收益。用戶補償后也使電網(wǎng)降低了損耗，提高了電壓質(zhì)量。因此，提高功率因數(shù)不但為國家節(jié)約了電力資源，而且給用戶節(jié)約了資金，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，是一件利國利民的好事。
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