Yu Lab 工程

計量與電費

功率因數什麼時候真的是一筆錢

誰的帳單上有這一欄

表燈(住商)用戶要被計算功率因數調整,條件是同時滿足兩件事: 以三相供應,而且用電設備容量在二十千伏安以上 (按標準型時間電價計費者則是契約容量二十瓩以上) 台灣電力公司電價表 第三章 六、功率因數

低壓電力用戶的門檻是:以三相供應,裝置契約容量二十瓩以上 或需量契約容量三十瓩以上 台灣電力公司電價表 第四章 六、功率因數 。 高壓及特高壓電力則不設容量門檻,該類用戶全部適用。

帳單上有沒有「功率因數」這一欄 一般住宅 表燈(住商) 單相 流動電費 按度分段 基本電費 依計費方式 沒有功率因數這一欄 小店家 表燈(住商)營業用 單相 流動電費 按度分段 基本電費 依計費方式 同樣沒有功率因數這一欄 三相且容量夠大 20 kVA 或 20 瓩以上 流動電費 按度分段 基本電費 依計費方式 功率因數調整 每 1 % 加減 0.1 % 推銷省電器的對象,幾乎都落在左邊兩欄——帳單上根本沒有那一項可以省。 而右邊那一欄調的是整月電費的百分比,不是把度數變少。
單相供電的住宅與小店家,帳單上只有基本電費與按度計收的流動電費。功率因數這一欄要到三相而且容量達到門檻才會出現。 示意圖,本站自繪。

一般住宅是單相供電,一整條條件的第一項就不成立。 巷口的早餐店、便利商店、小型事務所,多半也是單相表燈。

台中市區騎樓,柱子上並排掛著兩具電表,街道上有機車與行人。
騎樓柱子上的電表。表計在屋外,讀數與封印都要能從外面看見,這是計費用器具與屋內配線在制度上分屬兩邊的具體表現。 圖片來源:Wikimedia Commons:View at a Veranda in Downtown Taichung 01.jpg Tbatb 授權:CC BY-SA 4.0

判斷自己屬於哪一類,最快的方法是看表。單相二線、單相三線與三相三線 在表的銘牌上都寫得清清楚楚,帳單上的計費類別也會標明。

中興電工於 1977 年製造的 I-70-S 型電表,裝在戶外牆面上,旁邊掛著紙製標籤。
一九七七年的表。同一個計量原理用了幾十年,換的只是讀數與封印的方式。 圖片來源:Wikimedia Commons:1977 Chunghsin I-70-S electronic watthour meter.jpg Solomon203 授權:CC BY-SA 3.0

適用的話,錢是怎麼算的

規則很短:每月平均功率因數不到百分之八十時,每低一個百分點, 該月電費增加百分之零點一;超過八十時,每高一個百分點減百分之零點一, 但平均功率因數超過九十五的部分不予扣減 台灣電力公司電價表 第四章 六、功率因數

換算成電費的乘數:

平均功率因數電費乘數月電費 40,000 元時的差額
65 %1.015+600 元
70 %1.010+400 元
75 %1.005+200 元
80 %1.000+0 元
85 %0.995−200 元
90 %0.990−400 元
95 %0.985−600 元
98 %0.985−600 元

有三件事值得注意。

它調的是整月電費的百分比,度數一度都沒有變。 這一項與省電是兩件事,它是一個獎懲機制,鼓勵用戶不要在系統上 掛太多不做功的電流。

上限鎖在 95 %。 把功率因數從 95 做到 100, 帳單上完全沒有差別。這也解釋了為什麼規則把電容器的容量 訂在「以改善功率因數至百分之九十五為原則」 用戶用電設備裝置規則 第 273 條第一款 —— 再往上補,成本照付,回報是零。

最大的懲罰幅度也有限。 從 70 % 做到 95 %, 乘數由 1.010 變成 0.985, 整月電費差 2.5 %。 對一個月電費四萬元的工廠,這是每月 1,000 元; 對一個月電費兩千元的住宅,就算它適用,也只有幾十元。

適用的用戶身上會多一台表

要按功率因數計費,供電方得先知道這一戶的平均功率因數是多少。 量法是同時累積實功與虛功,兩者相除。

累積虛功的那台表叫乏時計,在法定度量衡器的分類裡與瓦時計 並列為兩種不同的器具 度量衡器檢定檢查辦法 第 3 條第五款

大同公司 D5A-2V 型三相三線電表的正面特寫,字輪上方橫排印著 KILOVARHOURS,銘牌標示 VARHOUR METER、三相三線、220 V 30(200) A 60 Hz,右上角貼著經濟部標準檢驗局的檢定合格有效期間標籤。
同一家廠商、同樣的外殼,但這一台的字輪上方寫的是 KILOVARHOURS,銘牌寫 VARHOUR METER——它數的是虛功累積起來的量。它掛在三相三線的用戶上,因為那一類用戶的費率裡有功率因數這一項。住宅表箱裡沒有這種表,因為住宅的費率沒有那一項要算。 圖片來源:Wikimedia Commons:1994 Tatung D5A-2V kilovarhours meter.jpg Solomon203 授權:CC BY-SA 3.0

字輪上方那一行寫的是 KILOVARHOURS。這台表掛在三相三線的用戶上—— 正好就是費率裡有功率因數那一項的那一類。

現在的電子式表把兩者做在同一台裡面,分別累積再一起回報。

大同公司 TT-001 型雙向智慧型電子式電表裝在戶外的電表箱位置,面板為液晶顯示。
雙向智慧型電表可以分別記錄買進與賣出的度數,也可以按時段分別累積。按時間電價計費要靠它,但它累積的仍然是實功做的功。 圖片來源:Wikimedia Commons:Tatung TT-001 20210314.jpg Solomon203 授權:CC BY-SA 4.0

為什麼供電方要在意這件事

虛功不做功,卻佔用發電機、變壓器、饋線與開關的容量。 一條線路能送多少實功,取決於它能承受多少電流, 而電流是按視在功率算的。

用戶把功率因數做好,同一條線路就能送更多實功給更多人。 獎懲條款是把這個系統成本折算回造成它的那一端。

同樣的邏輯也解釋了需量為什麼要另外計費: 系統要為尖峰那一刻準備容量,那個準備與整月用掉幾度是兩回事。

補償要做在對的地方

規則的作法是把電容器跟著機器走:以個別裝設在電動機操作器的負載側 為原則,而且要能與那台電動機同時啟斷電源 用戶用電設備裝置規則 第 273 條第二款 。 理由是電動機停機時它的虛功需求也跟著消失,電容器如果留在線上, 功率因數會反過來變成超前。

配線與保護也有規定:導線安培容量不得小於電容器額定電流的 1.35 倍, 每一組要有過電流保護,而且除了接在電動機操作器負載側之外, 每一條非接地導線還要有能同時啟斷的隔離設備 用戶用電設備裝置規則 第 274 條第一款至第三款

這些條件加起來,說明了一件事:補償是一項要算、要設計、要有專用保護的工程, 而不是一個插上去就好的盒子。

這一篇的結論

  • 功率因數在電價表裡確實是一筆錢,但門檻是三相供電加上容量。
  • 適用的用戶調的是整月電費的百分比,度數不變。
  • 上限是 95 %,所以補到 95 就該停手,這與規則對電容器容量的原則一致。
  • 不適用的用戶,帳單上沒有那一欄可以省。

最後一篇回到真正會讓電表少走的做法。

功率因數電價表需量契約容量電容器

延伸閱讀