功率因數與電容器 Power Factor and Capacitor

電力系統常用組件 Electrical System Component

功率因數與電容器

        為何電力公司要規範工商用戶的功率因數在0.85以上呢？在交流電力系統用內，除了要計算VA 伏特/安培，也要計算W 功率，就是說功率因數上的影響。在高用電量用戶來說電力公司的收費是以千伏安時(kVAH)來衡量，因此用戶的功率因數多少，對電力公司收費而言是沒有影響。

註：低用電量用戶仍是以千時瓦(kWH)來計算。

        既然與電力公司收費無關，那麼影響在那裡？那便是在電力公司的基建設施上，例如一個1500kVA的變壓器，視在功率跟有功功率的角度愈小，那麼無功功率便會愈小，電力公司便可以在無增加基礎建設下，增加戶口數目，可以更有效地運用資源，簡單來說侯是在不增加投資，而賺取更多收入。

        那住宅用戶又有沒有影響？當然是會有影響，如空調系統的使用電動機的電感用電電器，在相同的輸出功率情況下，功率因數較低時，電流便會提升，間接使用電電費增加。

        曾在第二間公司工作時， 在新蒲崗一工業大廈更換一組11級(Step)50kVAr的電容器，在完工時觀察了公眾掣櫃總掣運行電源為850安培，在本人開啟電容器的總掣後，運行電流直線下滑到只有500安培。差額可是非常之多，因此在電容器損壞後不及時維修，損失的只是自己。

        在用電量不高的地方，電力公司由一個變壓器分配電源供其他用戶使用是很常的做法，無功功率過多而引致電力公司的變壓器燒毀也間中會發生，燒毀後停電兩三天也是無可避免的。

        以下兩部也是日本牌子的分體式冷氣機，在功率來說只是相差7%左右，不過電流方面則相差多於20%

Cooling Capacity 2.6KW
Current 3.76A
Power Factor 99%
Voltage 220V

Cooling Capacity 2.8kW
Current 4.8A
Power Factor 未有安裝電容器也沒提供資料
Voltage 220V
Input Power 1.03kW

        如果功率因數是變化較小的電力系統，是可以依照下表來計算，並加入固定電容值的電容器來修正功率因數。

		改善後之功率因數 (Desired Corrected Power Factor)
		1.00	0.99	0.98	0.97	0.96	0.95	0.94	0.93	0.92	0.91	0.90	0.85	0.80
改善前之功率因數 (Original Power Factor)	0.50	1.73	1.59	1.53	1.48	1.44	1.40	1.37	1.34	1.31	1.28	1.25	1.11	0.98
	0.52	1.64	1.50	1.44	1.39	1.35	1.31	1.28	1.25	1.22	1.19	1.16	1.02	0.89
	0.55	1.52	1.38	1.32	1.27	1.23	1.19	1.16	1.12	1.09	1.06	1.03	0.90	0.77
	0.57	1.44	1.30	1.24	1.19	1.15	1.11	1.08	1.05	1.02	0.99	0.96	0.82	0.69
	0.60	1.33	1.19	1.13	1.08	1.04	1.01	0.97	0.94	0.91	0.88	0.85	0.71	0.58
	0.62	1.27	1.12	1.06	1.02	0.97	0.94	0.90	0.87	0.84	0.81	0.78	0.65	0.52
	0.65	1.17	1.03	0.97	0.92	0.88	0.84	0.81	0.77	0.74	0.71	0.69	0.55	0.42
	0.67	1.11	0.97	0.91	0.86	0.82	0.78	0.75	0.71	0.68	0.65	0.62	0.49	0.36
	0.70	1.02	0.88	0.82	0.77	0.73	0.69	0.66	0.63	0.59	0.57	0.54	0.40	0.27
	0.72	0.96	0.82	0.76	0.71	0.67	0.64	0.60	0.57	0.54	0.51	0.48	0.34	0.21
	0.75	0.88	0.74	0.68	0.63	0.64	0.55	0.52	0.49	0.46	0.43	0.40	0.26	0.13
	0.77	0.83	0.69	0.63	0.58	0.55	0.50	0.47	0.43	0.40	0.37	0.34	0.21	0.08
	0.80	0.75	0.61	0.55	0.50	0.50	0.42	0.39	0.36	0.32	0.29	0.27	0.13
	0.82	0.70	0.56	0.50	0.45	0.42	0.37	0.34	0.30	0.27	0.24	0.21	0.08
	0.85	0.62	0.48	0.42	0.37	0.37	0.29	0.26	0.23	0.19	0.16	0.14
	0.87	0.57	0.42	0.36	0.32	0.29	0.24	0.20	0.17	0.14	0.11	0.08
	0.90	0.48	0.34	0.28	0.23	0.24	0.16	0.12	0.09	0.06	0.03
	0.91	0.46	0.31	0.25	0.21	0.16	0.13	0.09	0.06	0.03
	0.92	0.43	0.28	0.22	0.18	0.13	0.10	0.06	0.03
	0.93	0.40	0.25	0.19	0.15	0.10	0.07	0.03
	0.94	0.36	0.22	0.16	0.11	0.07	0.03					Π = 3.1416
	0.95	0.33	0.19	0.13	0.08	0.04						f = Hz
	0.96	0.29	0.15	0.09	0.04							C = μ F
	0.97	0.25	0.11	0.05								E = kV
	0.98	0.20	0.06									Root 3 =1.732
	0.99	0.14

這個表使用上比較簡單及適用在固定負載，假設使用的總負載為800kW，現時的功率因數為0.6，便在最左列找出0.6的數值(第5個數值)，如果你希望把功率因數推上0.85，那便在最頂一行數值找出0.85(最後一個)，在相交點上的數值為0.71。

那麼便要用上800X0.71=568kVAR的電容器。

如果希望把功率因數推至0.95的話，那麼系數便會是1.01。

數值便會變為800X1.01=808kVAR的電容器。

當然這個表也可以應用在浮動負載，並加入功率因數控制器。

        當然如果是一座大廈或一些基建設備，對每個不同用電器具加入電容器的話，建設成本便會較高。這時便會加入控制器及電容櫃來作動態補償。

        如果是冷氣機水泵的設備，可以如下表一樣，接入一些固定數值的電容器。

建議電動機的功率與電容器數值

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