功率因數(shù)、提高的意義及提高

1、功率因數(shù)、提高的意義及提高 功率因數(shù)的定義 在電力系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī) 及其它帶有線圈（繞組）的設(shè)備很多，這類設(shè)備除了 從電源取得一部分電功率作有功用外，還將耗用一部分電功率用來(lái)建立線圈磁 場(chǎng)。這就額外地加在了電源的負(fù)坦，功率因數(shù) cos? 就是反映總電功率中有功功 率所占的比例大小。 理論公式上，有功功率表達(dá)式中的 P=U*I*cos? 中的 cos? 為功率因數(shù)，功率因 數(shù)小于或等于 1，功率因數(shù)的大小說(shuō)明電源被利用程度，它的高低決定月電路端 電壓和電流之間的相位差。 cos? 小于 1 電路中就發(fā)生能量互換出現(xiàn)無(wú)功功率 Q=UIsin? 。 所以在計(jì)算過(guò)程中，可通過(guò)cos?=P/S ,tg?=

2、P/Q（其中：P稱為有功功率（KW, Q稱無(wú)功功率（Kvar） , S=U*I稱為視在功率（KVA）,在實(shí)際中，可用電量值代 替相應(yīng)的功率。 二 提高功率因數(shù)的實(shí)際意義 1 對(duì)于電力系統(tǒng)中的供電部分,提供電能的發(fā)電機(jī)是按要求的額定電壓和 額定電流設(shè)計(jì)的, 發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行中, 電壓和電流都不能超過(guò)額定值, 否則會(huì)縮 短其使用壽命, 甚至損壞發(fā)電機(jī)。 由于發(fā)電機(jī)是通過(guò)額定電流與額定電壓之積定 額的,這意味著當(dāng)其接入負(fù)載為電阻時(shí),理論上發(fā)電機(jī)得到完全的利用,因?yàn)?P=U*l*cos?中的cos?=1;但是當(dāng)負(fù)載為干性或容性時(shí)，cos?1,發(fā)電機(jī)就得不到 充分利用。為了最大程度利用發(fā)電機(jī)的容量,就必須

3、提高其功率因數(shù)。 2 對(duì)于電力系統(tǒng)中的輸電部分，輸電線上的損耗： Pl=Rl*l ，負(fù)載吸收的平 均功率：P.=V*I*cos?，因?yàn)?I=P./V/ cos?，所以 Pl=R*P./V/cos? （V是負(fù)載 端電壓的有效值）。 由以上式可以看出，在V和P都不變的情況下，提高功率 因數(shù) cos? 會(huì)降低輸電線上的功率損耗！ 在實(shí)際中，提高功率因數(shù)意味著： 1）提高用電質(zhì)量，改善設(shè)備運(yùn)行條件，可保證設(shè)備在正常條件下工作，這 就有利于安全生產(chǎn)。 2）可節(jié)約電能，降低生產(chǎn)成本，減少企業(yè)的電費(fèi)開支。例如：當(dāng) cos?=0.5 時(shí)的損耗是 cos?=1 時(shí)的 4 倍。 3）能提高企業(yè)用電設(shè)備的利用率，充

4、分發(fā)揮企業(yè)的設(shè)備潛力。 4）可減少線路的功率損失，提高電網(wǎng)輸電效率。 5) 因發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量的限定， 故提高 cos? 也就使發(fā)電機(jī)能多出有功功率。 在實(shí)際用電過(guò)程中， 提高負(fù)載的功率因數(shù)是最有效地提高電力資源利用率的 方式。 三 提高功率因數(shù)的幾種方法 方法 可分為提高自然功率因數(shù)和采用人工補(bǔ)嘗兩種 方法： 提高自然因數(shù)的 方法 ： 1) . 恰當(dāng)選擇電動(dòng)機(jī)容量，減少電動(dòng)機(jī)無(wú)功消耗，防止“大馬拉小車”。 2) . 對(duì)平均負(fù)荷小于其額定容量 40%左右的輕載電動(dòng)機(jī)，可將線圈改為三角 形接法(或自動(dòng)轉(zhuǎn)換)。 3) . 避免電機(jī)或設(shè)備空載運(yùn)行。 4) . 合理配置變壓器，恰當(dāng)?shù)剡x擇其容量。 5)

5、 . 調(diào)整生產(chǎn)班次，均衡用電負(fù)荷，提高用電負(fù)荷率。 6) . 改善配電線路布局，避免曲折迂回等。 人工補(bǔ)償法： 實(shí)際中可使用電路電容器或調(diào)相機(jī)，多采用電力電容器補(bǔ)嘗無(wú)功，即：在感 性負(fù)載上并聯(lián)電容器。一下為理論解釋： 在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器的可用電容器的無(wú)功功率來(lái)補(bǔ)償感性負(fù)載的無(wú)功 功率，從而減少甚至消除感性負(fù)載于電源之間原有的能量交換。 在交流電路中，純電阻電路，負(fù)載中的電流與電壓同相位，純電感負(fù)載中的 電流滯后于電壓90o,而純電容的電流則超前于電壓 90o,電容中的電流與電感 中的電流相差180o,能相互抵消。 電力系統(tǒng)中的負(fù)載大部分是感性的,因此總電流將滯后電壓一個(gè)角度,如圖 1 所示

6、,將并聯(lián)電容器與負(fù)載并聯(lián),則電容器的電流將抵消一部分電感電流,從 而使總電流減小,功率因數(shù)將提高。 圖【電容器補(bǔ)愎頁(yè)理圖 并聯(lián)電容器的補(bǔ)償又可分為： 1 個(gè)別補(bǔ)償。即在用電設(shè)備附近按其本身無(wú)功功率的需要量裝設(shè)電容器 組，與用電設(shè)備同時(shí)投入運(yùn)行和斷開，也就是再實(shí)際中將電容器直接接在用電設(shè) 備附近。 適合用于低壓網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)嘗效果好，缺點(diǎn)是電容器利用率低。 2. 分組補(bǔ)償。即將電容器組分組安裝在車間配電室或變電所各分路出線 上,它可與工廠部分負(fù)荷的變動(dòng)同時(shí)投入或切除， 也就是再實(shí)際中將電容器分別 安裝在各車間配電盤的母線上。 優(yōu)點(diǎn)是電容器利用率較高且補(bǔ)嘗效果也較理想（比較折中）。 3. 集中補(bǔ)償。即把電容器組集中安裝在變電所的一次或二次側(cè)的母線 上。在實(shí)際中會(huì)將電容器接在變電所的高壓或低壓母線上，電容器組的容量按配