PFC是什么?
電力有交流和直流兩種,為了方便電力的輸送,世界上的商用電力都采用交流方式,把電力輸送到用戶手上。然而就交流的電路而言,除了電阻性負載之外,其它任何負載的電流與電壓的相位角度都不會相同。只有相位相同的部份會產(chǎn)生能量,稱之為“實功”,相位不相同的部份不會產(chǎn)生能量,稱之為“虛功”,而電流和電壓之間的相角差則稱之為“功率因子”,英文稱為Power Factor,而簡稱為PF。為了使計算和量測更方便,PF的新定義為 “實功÷〔電壓×電流〕”。
PFC為英文Power Factor Correction的簡稱,是功率因子的改善措施。
PFC的用途
PFC是用來改善電子或電力設備和器具的 PF的裝置,以便提高配電設備及其配線的利用率,以降低設備的裝置容量。因為虛功不但不是真正的能量,而且在電力傳輸時會產(chǎn)生能量的損失,并且占用各種電力設備及線路的電流容量。在歐美及日本等*開發(fā)國家,政府對能源的使用效率有更高的要求,所以有些國家規(guī)定電子和電氣器具的PF必須達到某一水平以上,才能在市場上銷售。這種要求在消費性電子產(chǎn)品和家用電器更為顯著,這也是現(xiàn)在市場上這類產(chǎn)品大都有PFC的主要原因
PFC有什么好處
一、節(jié)省營運電力成本
中國臺灣電力公司規(guī)定PF低于80﹪時,每低1﹪必須加收0.3的電費,而PF高于80﹪時,每高1﹪必須減收0.15 ﹪的電費。
(1)電力公司加收電費以懲罰低PF的用戶
電費標準概要 | ||||
住宅用電平均電價比較表 | ||||
地區(qū) | 新臺幣(元/度) | 地區(qū) | 新臺幣(元/度) | |
中國臺灣 | 2.3996 | 南韓 | 3.4825 | |
新加坡 | 2.9334 | 英國 | 3.8231 | |
美國 | 2.3183 | 日本 | 5.938 | |
工業(yè)用電平均電價比較表 | ||||
地區(qū) | 新臺幣(元/度) | 地區(qū) | 新臺幣(元/度) | |
中國臺灣 | 1.8302 | 南韓 | 1.8302 | |
新加坡 | 2.5064 | 英國 | 1.8912 | |
美國 | 1.4337 | 日本 | 3.3554 | |
臺電公司在電價表中訂定用戶用電的功率因子規(guī)定 | ||||
電費 | 變頻電源功率 | PF | 電費增加率 | 日工作小時 | 月工作天 | ||
標準 | 設備 | 差異 | |||||
NT$ | KW | % | % | % | % | HR | Day |
1.83 | 90 | 80 | 70 | -10 | 0.3 | 8 | 22 |
功率因子小于80%必須增加的電費如下:
運轉時間 | 一天 | 一月 | 一年 | 二年 | 三年 | 四年 | 五年 |
節(jié)省費用 | 39.53 | 870 | 10,435 | 20,871 | 31,306 | 41,742 | 52,177 |
(2)電力公司減收電費以鼓勵高PF的用戶
依照電力公司的規(guī)定,PF每高1﹪則減收0.15﹪的電費,其它相關數(shù)據(jù)如下表:
電費 | 變頻電源功率 | PF | 電費增加率 | 日工作小時 | 月工作天 | ||
標準 | 設備 | 差異 | |||||
NT$ | KW | % | % | % | % | HR | Day |
1.83 | 90 | 80 | 95 | 15 | 0.15 | 8 | 22 |
功率因子大于80%可以節(jié)省的電費如下:
運轉時間 | 一天 | 一月 | 一年 | 二年 | 三年 | 四年 | 五年 |
節(jié)省費用 | 29.65 | 652 | 7827 | 15653 | 23480 | 31306 | 39133 |
(3)有PFC比無PFC的變頻電源所節(jié)省的總電費
節(jié)省的電費如下:
運轉時間 | 一天 | 一月 | 一年 | 二年 | 三年 | 四年 | 五年 |
節(jié)省費用 | 69.17 | 1522 | 18262 | 36524 | 54786 | 73048 | 91310 |
二、節(jié)省自用配電廠設備的裝置容量
電力公司對于工業(yè)用電依照電力容量的需求分成低壓、高壓和特高壓等三種方式。一般而言,容量在100KW以下都會允許采用低壓供電,而100KW以上則采取高壓或特高壓供電,需求容量越大則供電電壓越高。其配電廠所需要的開關設備(Power Distribution Circuit)如下表所示。
至于配電設備和器材料的價格通常為電壓越低則價格越低,電壓越高則價格越高,電流越小則價格越低,而電流越大則價格越高,并非等比例的價格狀態(tài),而是呈現(xiàn)級數(shù)的倍增狀況。
就一般工廠而言,對電力的需求通常是以馬力(Hourse Power - HP)或KW為計算的基礎,而1HP是0.746KW。但是除電熱器之外所有電力設備的PF小于1,所以配電設備和器材的電流或容量大于以HP或KW所計算的電流或容量。如果PF越高則電流或容量會與HP或KW計算的電流越接近,反之則電流或容量會遠大于以HP或KW所計算的電流或容量。以下是電力供應和電力需求的數(shù)據(jù)以作為PF高或低對配電設備和器材影響的計算依據(jù)。
一次 I/P 電壓 | 一次zui低 I/P電壓 | 二次輸入I/P | 二次zui低輸入I/P | 相數(shù) | 需求 功率 | 設備 效率 | 無PFC | 有PFC |
V | V | V | V | ¢ | KW | % | % | % |
22,000 | 19,800 | 220 | 198 | 3 | 90 | 85 | 70 | 95 |
(1)節(jié)省高壓遮斷器、高壓開關及高壓線路器材
高壓遮斷器、高壓開關及高壓線路器材等是以電流為計算之基礎,而高壓變壓器的效率通常為98%。下表為不同 PF的計算結果:
無PFC | 有PFC | 差異 | |
70 | 95 | 數(shù)值 | 百分比 |
A | A | A | |
4.51 | 3.32 | 1.19 | 36% |
(2)節(jié)省高壓變壓器
高壓變壓器是以容量KVA為計算基礎,下表為不同PF的計算結果:
無PFC | 有PFC | 差異 | |
70 | 95 | 數(shù)值 | 百分比 |
A | A | A | |
151 | 111 | 40 | 36% |
(3)節(jié)省低壓開關及低壓線路器材
低壓開關及低壓線路器材等是以電流為計算之基礎,下表為不同PF的計算結果:
無PFC | 有PFC | 差異 | |
70 | 95 | 數(shù)值 | 百分比 |
A | A | A | |
442 | 325 | 116 | 36% |
(4)節(jié)省設備端低壓開關及低壓線路器材
低壓開關及低壓線路器材等是以電流為計算之基礎,所節(jié)省的數(shù)值與(3)相同。
(5)節(jié)省備用發(fā)電機容量
備用發(fā)電機是以容量KVA為計算基礎,下表為不同PF的計算結果:
無PFC | 有PFC | 差異 | |
70 | 95 | 數(shù)值 | 百分比 |
A | A | A | |
151 | 111 | 40 | 36% |
PFC有何邊際利益?
由于變頻電源的PF和電力供應的電流或容量有的關聯(lián),低PF不但會增加電流或容量,并且也會提高施工的困難度。所以低PF的變頻電源不但會增加配電設備的費用,而且也會由于施工困難提高而大幅提高施工的費用。配電設備和線路的規(guī)格都有其特定的級距,電流大或容量高很容易造成被迫使用高一級距的配電設備或電路,因此現(xiàn)象所增加的費用不是以等比的方式上升,而會是以級數(shù)的方式上漲。
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