功率因数的提高

1、1、对于、对于RL串联电路串联电路UI相量图为：相量图为：RLiU+- -UL 电路的平均功率：电路的平均功率：P= UR IR=U I cos 2、对于、对于RC串联电路串联电路UURI相量图为：相量图为：UC 电路的平均功率：电路的平均功率：P= UR IR=U I cos RCiU+- -URUcos IUcos I若已知若已知 i=Imsint若已知若已知 i=Imsint3、对于、对于RLC串联电路串联电路UIUX 电路的平均功率：电路的平均功率： P= UR IR=Ucos I =U I cos URURLCi+- -相量图简化：相量图简化：串联电路的平均功率均：串联电路的平均功率

2、均：P = UR IR= UI cos 有功功率有功功率视在功率视在功率 S功率因数功率因数若已知若已知 i=Imsint二、为什么要提高功率因数二、为什么要提高功率因数先看先看cos 低，带来的问题，低，带来的问题，电力电路中的用电负载，多为感性负载电力电路中的用电负载，多为感性负载（如日光灯、电动机、电风扇（如日光灯、电动机、电风扇）其等效电路为其等效电路为R、L串联，串联， 0，cos 1,在不作改善的情况下，电力电路的在不作改善的情况下，电力电路的cos 总是较低。总是较低。P = U I cos = S cos 视在功率视在功率S表明电源的容量，表明电源的容量，当当S一定时，一定时，

3、 cos 的高低，的高低，RLiU+- -影响着负载获得功率影响着负载获得功率P的大小。的大小。 UI以电压为参考量时的相量图以电压为参考量时的相量图P=UIcos ，1. cos 低，输电线上的能量损失大低，输电线上的能量损失大当当U一定、一定、P一定时，一定时，P线耗线耗=I2R线线（增加）（增加）2. cos 低、使电源负担增加低、使电源负担增加如：如：S=1000VA的电源的电源当负载为纯电阻时，当负载为纯电阻时，当负载为感性电路，且若当负载为感性电路，且若cos =0.8时；时；当负载为感性电路，且若当负载为感性电路，且若cos =0.5时；时；可见，可见，S一定时，一定时，cos

4、，P ，电源，电源能带的负载将减少，能带的负载将减少，或者说，或者说，P一定时，一定时， cos 低低，电源负担将加重。电源负担将加重。I=P/ /Ucos （输电线上的电流）（输电线上的电流） cos I，cos =1. P=S=1000瓦瓦P=0.8S=800瓦瓦 P=0.5S=500瓦瓦 三、提高功率因数的途径三、提高功率因数的途径在感性负载两端，并联补偿电容在感性负载两端，并联补偿电容C1.电路分析电路分析感性负载的等效电路感性负载的等效电路电源必须输出电源必须输出1000VA的视在功率。的视在功率。 可见，可见，cos 低，电源负担加重，造成资源浪费，低，电源负担加重，造成资源浪费，

5、为避免资源浪费，国家规定用电单位的为避免资源浪费，国家规定用电单位的cos =0.90.95例如：给例如：给cos =0.5的交流电路提供的交流电路提供P=500瓦的功率，瓦的功率， LUIL相量图：相量图：RLU+- -ILIUILICI L IC并并C前前:总的功率因数为总的功率因数为 ；并并C后后:相量图：相量图：i和和u的相位差为的相位差为 L ，i和和u的相位差为的相位差为 ；相量图：相量图：总功率因素为总功率因素为 ；= IC LUIL总电流总电流 i 减小减小总电流总电流i=iLRLU+- -ILIU+- -ILIUILICI L 1） cos L2）IIL，总电流减小，总电流减

6、小，但负载所需的电流但负载所需的电流IL仍然不变，仍然不变，负载照样正常工作负载照样正常工作3）功率因数）功率因数cos 原负载的功率因数仍为原负载的功率因数仍为cos L，没有变。，没有变。使负载能量的存放，本来在负载和电源之间进行，使负载能量的存放，本来在负载和电源之间进行，现在可以在现在可以在 L、C 之间进行，减轻了电源的负担。之间进行，减轻了电源的负担。4）功率因数提高的实质，是）功率因数提高的实质，是 抵消了一部分抵消了一部分 的无功分量，的无功分量，ICIL2、基本要点、基本要点输电线路的能量损耗减少，输电线路的能量损耗减少，是总电路对电源的表现，是总电路对电源的表现，ILIRIC现已知：现已知：U、P、cos 1、cos ，从相量图知：从相量图知：从电路图知：从电路图知： IC=U/ /XC=UC令令=得：得：C = L可从已知的可从已知的cos L值求得；值求得； 可从并可从并C后要求达到的后要求达到的cos 中求得中求得（如（如cos =0.95, 可得可得 =18）=314，U=220V，P由所带负载可知；由所带负载可知；3. 补偿电容的计算补偿电容的计算如何使总电路的如何使总电路的cos 达达0