提高功率因數(shù)的意義

一．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)镻=U*I*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=RI*I，負(fù)載吸收的平均功率：P.=V*I*cos?，因?yàn)镮=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。

在現(xiàn)今可用資源接近匱乏的情況下，除了盡快開發(fā)新能源外，更好利用現(xiàn)有資源是我們解決燃眉之急的唯一辦法。而對(duì)于目前人類所大量使用和無(wú)比依賴的電能使用，功率因數(shù)將是重中之重。

二．提高功率因數(shù)的幾種方法

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).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)，一般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)電容器的方法可用電容器的無(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，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。

并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方法又可分為：

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電所的總無(wú)功負(fù)荷來(lái)選擇。

優(yōu)點(diǎn)