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技術專文
圖 1、有效功率 (P)、無效功率 (Q) 及視在功率 (S) 關係圖 圖 2、RLC 等效電路示意圖
有效功率(kW,P)
I T = I L + I C
改善後無效功率 (kVAR,Q) 改善前無效功率(kVAR,Q) V I L I L I C
θ 2
θ 1 R
視在功率(kVA,S)，改善後
電容無效功率 (kVAR,Q C)
視在功率(kVA,S)，改善前
表 1、功因改善電容的效益 [ 3 ]
效益 說明 舉例
節省電費 依照台電營業規則(電價表)，高壓及特高壓電力電價用戶 廠房平均電費約1億元/月，功因80%至95%相差15%，因此電費可
功率因數超過80%時，每超過1%，該月份電費減少0.1%， 減少1.5% (15x0.1%)，每月節省約150萬(1億x1.5%)，一年計1800萬
惟平均功率因數超過95%部分不予扣減。 台幣。
早期補助上限至100%，修正後減少補助約600萬/年
減少電力 依照負載特性、輸電線規格之不同，電力損約3~4%，提高 廠區功率因數約97%落後，若改善至99%,電力損失約減少
損失
功因可降低電流減少損失 。 ，廠區變壓器P loss 約201kW，改善後可減
少7.8kW
改善電壓 低功因造成線路壓降，反之亦然，其電壓變化的幅度 以中壓22.8kV/4.16kV變壓器為例，
品質
因此低壓側線電壓變動
無效功率可減少用戶端的基礎建設 因數改善會有較佳的控制效果；中 善 ( 頻繁投切電容器 )，易造成電
( 設備容量的擴充 ) 及運轉成本支 壓端則易於提升供電設備的備載容 壓準位的偏移而影響機台製程。前
[2]
出 ( 電力損失 ) 。 量；然而，低壓側的效果最為直接， 文 表 1 中提到功率因數補償可改善
可直接對負載設備進行虛功率的補 電壓品質，∆V C 所造成負載端電壓
償，唯一需要讀者留意的是，補償 的變化計算僅為近似值，如要更精
電容器的功能 的效益只對裝置點以上有效果，裝 確的電壓計算可由下列公式 1 計算
電容電感等效電路中，因電感器 置點以下的無效功率所造成的效應 後得知，系統等效電路如 圖 4 ，受
與電容器的電流互為 180 度的差 依然存在，也就是低壓測的效果最 電端電壓 ( 即負載端 ) V R 與送電端
異，因此當系統中同時存在兩此元 為直接且為較佳的補償的原因。功 V S ，由向量圖中可看出落後 / 領先
件時，其產生的電流可互相抵消， 因改善電容的架構如 圖3。 功率與受電端電壓的關係 圖 5、圖
，進而達到無效功率 6 [4.5.6] 。
減少總電流 I T
的改善 圖 2 。使用電力電容供給負 .. 公式 1
載無效功率的行為稱為功率因數改 無效功率與電壓變動的關係
善，效益如 表 1 。 目前的先進製程對於廠務系統的供
應要求甚為嚴苛，電力系統中電壓
即是其中一項，當電壓準位有顯 廠區現況
電容器的安置場合及效果
著變化時，易會造成製程上參數 及設備虛功說明
功因改善電容因裝置位置的不同， 控制上的困難，例如製程中溫度的
其主要的目的亦會有些微的差異。 控制即是與電壓成正關係，因此電
裝置於高壓側，對於用戶端的功率 力系統不可一昧的進行功率因數改 以某廠房為例，UPS 裝置數量共計
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