功率因数、提高的意义及提高

1、功率因数、提高的意义及提高 功率因数的定义 在电力系统中，电动机 及其它带有线圈（绕组）的设备很多，这类设备除了 从电源取得一部分电功率作有功用外，还将耗用一部分电功率用来建立线圈磁 场。这就额外地加在了电源的负坦，功率因数 cos? 就是反映总电功率中有功功 率所占的比例大小。 理论公式上，有功功率表达式中的 P=U*I*cos? 中的 cos? 为功率因数，功率因 数小于或等于 1，功率因数的大小说明电源被利用程度，它的高低决定月电路端 电压和电流之间的相位差。 cos? 小于 1 电路中就发生能量互换出现无功功率 Q=UIsin? 。 所以在计算过程中，可通过cos?=P/S ,tg?=

2、P/Q（其中：P称为有功功率（KW, Q称无功功率（Kvar） , S=U*I称为视在功率（KVA）,在实际中，可用电量值代 替相应的功率。 二 提高功率因数的实际意义 1 对于电力系统中的供电部分,提供电能的发电机是按要求的额定电压和 额定电流设计的, 发电机长期运行中, 电压和电流都不能超过额定值, 否则会缩 短其使用寿命, 甚至损坏发电机。 由于发电机是通过额定电流与额定电压之积定 额的,这意味着当其接入负载为电阻时,理论上发电机得到完全的利用,因为 P=U*l*cos?中的cos?=1;但是当负载为干性或容性时，cos?1,发电机就得不到 充分利用。为了最大程度利用发电机的容量,就必须

3、提高其功率因数。 2 对于电力系统中的输电部分，输电线上的损耗： Pl=Rl*l ，负载吸收的平 均功率：P.=V*I*cos?，因为 I=P./V/ cos?，所以 Pl=R*P./V/cos? （V是负载 端电压的有效值）。 由以上式可以看出，在V和P都不变的情况下，提高功率 因数 cos? 会降低输电线上的功率损耗！ 在实际中，提高功率因数意味着： 1）提高用电质量，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，这 就有利于安全生产。 2）可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支。例如：当 cos?=0.5 时的损耗是 cos?=1 时的 4 倍。 3）能提高企业用电设备的利用率，充

4、分发挥企业的设备潜力。 4）可减少线路的功率损失，提高电网输电效率。 5) 因发电机的发电容量的限定， 故提高 cos? 也就使发电机能多出有功功率。 在实际用电过程中， 提高负载的功率因数是最有效地提高电力资源利用率的 方式。 三 提高功率因数的几种方法 方法 可分为提高自然功率因数和采用人工补尝两种 方法： 提高自然因数的 方法 ： 1) . 恰当选择电动机容量，减少电动机无功消耗，防止“大马拉小车”。 2) . 对平均负荷小于其额定容量 40%左右的轻载电动机，可将线圈改为三角 形接法(或自动转换)。 3) . 避免电机或设备空载运行。 4) . 合理配置变压器，恰当地选择其容量。 5)

5、 . 调整生产班次，均衡用电负荷，提高用电负荷率。 6) . 改善配电线路布局，避免曲折迂回等。 人工补偿法： 实际中可使用电路电容器或调相机，多采用电力电容器补尝无功，即：在感 性负载上并联电容器。一下为理论解释： 在感性负载上并联电容器的可用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功 功率，从而减少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换。 在交流电路中，纯电阻电路，负载中的电流与电压同相位，纯电感负载中的 电流滞后于电压90o,而纯电容的电流则超前于电压 90o,电容中的电流与电感 中的电流相差180o,能相互抵消。 电力系统中的负载大部分是感性的,因此总电流将滞后电压一个角度,如图 1 所示

6、,将并联电容器与负载并联,则电容器的电流将抵消一部分电感电流,从 而使总电流减小,功率因数将提高。 图【电容器补愎頁理图 并联电容器的补偿又可分为： 1 个别补偿。即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器 组，与用电设备同时投入运行和断开，也就是再实际中将电容器直接接在用电设 备附近。 适合用于低压网络，优点是补尝效果好，缺点是电容器利用率低。 2. 分组补偿。即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线 上,它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除， 也就是再实际中将电容器分别 安装在各车间配电盘的母线上。 优点是电容器利用率较高且补尝效果也较理想（比较折中）。 3. 集中补偿。即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线 上。在实际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上，电容器组的容量按配