能源是什么？

制定詳細(xì)計(jì)劃降低能耗的第一步是了解能源與簡單的電壓和電流有何不同。我們討論電力公司供應(yīng)的能源時，就是在討論能源的兩個組成部分：功率和需量。

電能測量單位為瓦特（通常用 kW 表示，即 1,000 瓦特)，是表示瞬間能耗率的符號，還表示提供了驅(qū)動負(fù)載或照明工廠的有用功。瓦小時(即 kWh)是單位小時內(nèi)消耗 kW 數(shù)量之總和，通常還用作消費(fèi)電力公司的賬單單位。

需量又稱為視在功率，其單位為千伏安 (kVA)，是電壓與電流之積。這樣的值并未考慮效能，或者該能源輸出產(chǎn)生的實(shí)際功。為大致估測需量，您可以使用帶電流探頭的常規(guī)數(shù)字萬用表，測量電壓和電流。通過將兩個值相乘，您就得到測量單位為 kVA 的電路需量，然而，若您未在同一時刻測量兩個值，這種方法極可能無法準(zhǔn)確表示真實(shí)需量。

什么是功率因數(shù)，它又如何給我造成影響？

如果電路運(yùn)行功效為 100%，那么需量 (kVA) 和功率 (kW) 確切地說就是同一件事情。但是，大多數(shù)技術(shù)人員會說，這種情況極為少見。時間功率 (kW) 大多數(shù)低于需求 (kVA)。電能和需量之比，即 kW/kVA，被稱為功率因數(shù)。功率因數(shù)的測量范圍為 0 至 1.0。

因?yàn)殡娏緸榭蛻籼峁┓?，但給客戶開具以瓦特為單位的賬單，所以功率因數(shù)至關(guān)重要。如果電路的功率因數(shù)低于 1.0，電力公司產(chǎn)生的伏安必須大于最小伏安，才能向電路供電。這樣反而增加電力公司發(fā)電和傳輸?shù)某杀?，?dǎo)致電力公司另外收取費(fèi)用。實(shí)際上，有些電力公司對 0.85 和 0.97 間的每一個百分點(diǎn)加收一定費(fèi)用，您應(yīng)該詳細(xì)查看電力賬單，了解您的收費(fèi)情況。

為舉例說明低功率因數(shù)代價有多么高昂，我們假設(shè)電力公司對低于功率因數(shù) 0.97 的每個點(diǎn)增加收費(fèi) 1%。并假設(shè)每月的功率因數(shù)平均值為 0.86，需量電費(fèi)為 $7000。

(0.97 – 0.86) * 100% = 11%

(11% * $7000) * 12 個月 = $9,240

本例中，您每年要為低功率因數(shù)額外支付 $9,240。

造成低功率因數(shù)的原因是什么？

低功率因數(shù)通常是在電容器或電感器等無功負(fù)載存在時引起的。含有電感或電容元件的一些常見實(shí)例包括電機(jī)、變壓器和照明設(shè)備。

造成低功率因數(shù)的另一個因素是諧波電流。這些電流反射回系統(tǒng)中，存在于負(fù)載電流中，但不出現(xiàn)在電壓中。諧波電流對供電系統(tǒng)不會造成任何影響，但可以降低功率因數(shù)；不會引起諧波電流的唯一一種負(fù)載就是純電阻，例如加熱器和白熾燈。

“無功”功率是降低功率因數(shù)的另一種要素。這種測量單位為無功伏安 (VAR) 的電流十分奇怪，存在于配電系統(tǒng)中，但不作功。

無功功率的最常見起因是電機(jī)電感，而且電機(jī)未加載到建議的負(fù)載量時無功功率越大。

怎樣做才可以保持功率因數(shù)接近 1？

您了解了功率因數(shù)的本質(zhì)，對您造成影響的方式和引發(fā)低功率因數(shù)的要素，現(xiàn)在可以制定策略降低能耗，制造更高效的系統(tǒng)。

第一步是先獲得系統(tǒng)的基準(zhǔn)讀數(shù)，為此，您需要一臺可以同時測量電壓、電流和 kVA、KW 和功率因數(shù)相關(guān)值的儀表。常規(guī)數(shù)字萬用表無法這樣工作，但是福祿克具有全系列電能質(zhì)量表, 根據(jù)您所選擇的產(chǎn)品和型號，可以測量單相, 分相和三相測量配置以及測量或記錄 V、A、W、VA、VAR、功率因數(shù)和諧波。有些記錄型號甚至提供隨時間推移累計(jì) kWh、kVAh 和 kVARh 測量值的平均數(shù)，也是電力公司使用的相同能源讀數(shù)?，F(xiàn)在阻礙您了解系統(tǒng)能耗的唯一障礙就是時間了，畢竟您只能將能源作為電氣系統(tǒng)向負(fù)載傳輸?shù)墓Γ⑶倚枰獣r間收集功來進(jìn)行測量。

估測能耗的一種方法是觀察短時間內(nèi)的功耗，然后使用一些簡單代數(shù)算法，反映出您長期能耗的情況。測量電機(jī)、可變速電機(jī)驅(qū)動和計(jì)算機(jī)時，這種方法更復(fù)雜一些。

另一種解決方法是使用電能記錄儀,?1735比如 Fluke 系列電能記錄儀, 進(jìn)行 30 天負(fù)載分析。這需要更長時間來完成，但是這讓您能夠完全了解自己的功耗。

即使只使用單通道級福祿克電能質(zhì)量儀表，您也可以找出電氣系統(tǒng)中引發(fā)功率因數(shù)誤差的區(qū)域，立即采取措施消除性能問題，降低電力公司收費(fèi)，同時增加系統(tǒng)負(fù)載能力。