功率因數(shù)的提高

1、電子與信息技術專業(yè)教研組電工技能與訓練第六節(jié)第六節(jié)功率因數(shù)的提高 1提高功率因數(shù)的意義提高功率因數(shù)的意義 2提高功率因數(shù)的方法提高功率因數(shù)的方法 電子與信息技術專業(yè)教研組電工技能與訓練1提高功率因數(shù)的意義提高功率因數(shù)的意義 在交流電力系統(tǒng)中，負載多為感性負載感性負載。 例如常用的感應電動機，接上電源時要建立磁場，所以它除了需要從電源取得有功功率外，還要由電源取得磁場的能量，并與電源作周期性的能量交換。 在交流電路中，負載從電源接受的有功功率有功功率P = UIcos，顯然與功率因數(shù)有關。 功率因數(shù)低會引起下列不良后果。 電子與信息技術專業(yè)教研組電工技能與訓練 (1) 負載的功率因數(shù)低，使電源設

2、備的容量不能充分利使電源設備的容量不能充分利用用。因為電源設備(發(fā)電機、變壓器等)是依照它的額定電壓與額定電流設計的。 例如一臺容量為S = 100 kVA的變壓器，若負載的功率因數(shù) =時，則此變壓器就能輸出100 kW的有功功率；若 = 0.6時，則此變壓器只能輸出60 kW了，也就是說變壓器的容量未能充分利用。電子與信息技術專業(yè)教研組電工技能與訓練 (2) 在一定的電壓U下，向負載輸送一定的有功功率P時，負載的功率因數(shù)越低，輸電線路的電壓降和功率損失越大輸電線路的電壓降和功率損失越大。 這是因為輸電線路電流I = P/(Ucos)，當 = cos 較小時，I必然較大。從而輸電線路上的電壓降

3、也要增加，因電源電壓一定，所以負載的端電壓將減少，這要影響負載的正常工作。從另一方面看，電流I增加，輸電線路中的功率損耗也要增加。 因此，提高負載的功率因數(shù)對合理科學地使用電能以及國民經(jīng)濟都有著重要的意義。 電子與信息技術專業(yè)教研組電工技能與訓練 常用的感應電動機在空載時的功率因數(shù)約為0.2 0.3，而在額定負載時約為0.83 0.85，不裝電容器的日光燈，功率因數(shù)為0.45 0.6， 應設法提高設法提高這類感性負載的功率因數(shù)，以降低輸電線路電壓降和功率損耗降低輸電線路電壓降和功率損耗。電子與信息技術專業(yè)教研組電工技能與訓練2提高功率因數(shù)的方法提高功率因數(shù)的方法 提高感性負載功率因數(shù)的最簡便的

4、方法，是用適當容量適當容量的電容器與感性負載并聯(lián)的電容器與感性負載并聯(lián)，如圖8-13所示。 圖8-13 功率因數(shù)的提高方法 電子與信息技術專業(yè)教研組電工技能與訓練 這樣就可以使電感中的磁場能量與電容器的電場能量進行交換，從而減少電源與負減少電源與負載間能量的互換載間能量的互換。 在感性負載兩端并聯(lián)一個適當?shù)碾娙莺?，對提高電路的功率因?shù)提高電路的功率因數(shù)十分有效電子與信息技術專業(yè)教研組電工技能與訓練 借助相量圖分析方法容易證明：對于額定電壓為U、額定功率為P、工作頻率為f的感性負載R-L來說，將功率因數(shù)從 1= cos1提高到 2 = cos2，所需并聯(lián)的電容所需并聯(lián)的電容為)tan(tan22

5、12fUPC其中1 = arccos1，2 = arccos2，且 1 2，1 2 。 電子與信息技術專業(yè)教研組電工技能與訓練 【例例8-8】已知某單相電動機(感性負載)的額定參數(shù)是功率P = 120 W，工頻電壓U = 220 V，電流I = 0.91 A。試求：把電路功率因數(shù) 提高到0.9 時，應使用一只多大的電容C與這臺電動機并聯(lián)？電子與信息技術專業(yè)教研組電工技能與訓練解：解：(1) 首先求未并聯(lián)電容時負載的功率因數(shù)功率因數(shù) 1= cos1因 P = UIcos 1，則 1= cos1 = P/(UI) = 0.5994， 1 = arccos1 = 53.2(2) 把電路功率因數(shù)提高提高到2 = co