淺談PFC優(yōu)點(diǎn)及前景

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(fù)載之外，其它任何負(fù)載的電流與電壓的相位角度都不會(huì)相同。只有相位相同的部份會(huì)產(chǎn)生能量，稱之為“實(shí)功”，相位不相同的部份不會(huì)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(jiǎn)稱為PF。為了使計(jì)算和量測(cè)更方便，PF的新定義為 “實(shí)功÷〔電壓×電流〕”。

PFC為英文Power Factor Correction的簡(jiǎn)稱，是功率因子的改善措施。

PFC的用途

PFC是用來(lái)改善電子或電力設(shè)備和器具的 PF的裝置，以便提高配電設(shè)備及其配線的利用率，以降低設(shè)備的裝置容量。因?yàn)樘摴Σ坏皇钦嬲哪芰浚以陔娏鬏敃r(shí)會(huì)產(chǎn)生能量的損失，并且占用各種電力設(shè)備及線路的電流容量。在歐美及日本等*開(kāi)發(fā)國(guó)家，政府對(duì)能源的使用效率有更高的要求，所以有些國(guó)家規(guī)定電子和電氣器具的PF必須達(dá)到某一水平以上，才能在市場(chǎng)上銷(xiāo)售。這種要求在消費(fèi)性電子產(chǎn)品和家用電器更為顯著，這也是現(xiàn)在市場(chǎng)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(yíng)運(yùn)電力成本

中國(guó)臺(tái)灣電力公司規(guī)定PF低于80﹪時(shí)，每低1﹪必須加收0.3的電費(fèi)，而PF高于80﹪時(shí)，每高1﹪必須減收0.15 ﹪的電費(fèi)。

(1)電力公司加收電費(fèi)以懲罰低PF的用戶

功率因子小于80％必須增加的電費(fèi)如下：

(2)電力公司減收電費(fèi)以鼓勵(lì)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(fèi)，其它相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

功率因子大于80％可以節(jié)省的電費(fèi)如下：

(3)有PFC比無(wú)PFC的變頻電源所節(jié)省的總電費(fèi)

節(jié)省的電費(fèi)如下：

二、節(jié)省自用配電廠設(shè)備的裝置容量

電力公司對(duì)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(huì)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(kāi)關(guān)設(shè)備(Power Distribution Circuit)如下表所示。

至于配電設(shè)備和器材料的價(jià)格通常為電壓越低則價(jià)格越低，電壓越高則價(jià)格越高，電流越小則價(jià)格越低，而電流越大則價(jià)格越高，并非等比例的價(jià)格狀態(tài)，而是呈現(xiàn)級(jí)數(shù)的倍增狀況。

就一般工廠而言，對(duì)電力的需求通常是以馬力（Hourse Power - HP）或KW為計(jì)算的基礎(chǔ)，而1HP是0.746KW。但是除電熱器之外所有電力設(shè)備的PF小于1，所以配電設(shè)備和器材的電流或容量大于以HP或KW所計(jì)算的電流或容量。如果PF越高則電流或容量會(huì)與HP或KW計(jì)算的電流越接近，反之則電流或容量會(huì)遠(yuǎn)大于以HP或KW所計(jì)算的電流或容量。以下是電力供應(yīng)和電力需求的數(shù)據(jù)以作為PF高或低對(duì)配電設(shè)備和器材影響的計(jì)算依據(jù)。

(1)節(jié)省高壓遮斷器、高壓開(kāi)關(guān)及高壓線路器材

高壓遮斷器、高壓開(kāi)關(guān)及高壓線路器材等是以電流為計(jì)算之基礎(chǔ)，而高壓變壓器的效率通常為98％。下表為不同 PF的計(jì)算結(jié)果：

(2)節(jié)省高壓變壓器

高壓變壓器是以容量KVA為計(jì)算基礎(chǔ)，下表為不同PF的計(jì)算結(jié)果：

(3)節(jié)省低壓開(kāi)關(guān)及低壓線路器材

低壓開(kāi)關(guān)及低壓線路器材等是以電流為計(jì)算之基礎(chǔ)，下表為不同PF的計(jì)算結(jié)果：

(4)節(jié)省設(shè)備端低壓開(kāi)關(guān)及低壓線路器材

低壓開(kāi)關(guān)及低壓線路器材等是以電流為計(jì)算之基礎(chǔ)，所節(jié)省的數(shù)值與(3)相同。

(5)節(jié)省備用發(fā)電機(jī)容量

備用發(fā)電機(jī)是以容量KVA為計(jì)算基礎(chǔ)，下表為不同PF的計(jì)算結(jié)果：

PFC有何邊際利益？

由于變頻電源的PF和電力供應(yīng)的電流或容量有的關(guān)聯(lián)，低PF不但會(huì)增加電流或容量，并且也會(huì)提高施工的困難度。所以低PF的變頻電源不但會(huì)增加配電設(shè)備的費(fèi)用，而且也會(huì)由于施工困難提高而大幅提高施工的費(fèi)用。配電設(shè)備和線路的規(guī)格都有其特定的級(jí)距，電流大或容量高很容易造成被迫使用高一級(jí)距的配電設(shè)備或電路，因此現(xiàn)象所增加的費(fèi)用不是以等比的方式上升，而會(huì)是以級(jí)數(shù)的方式上漲。