功率因数提高

。课内试验项目操作分析单班级________姓名__ _____ 学号_______编制部门：信控学院 编制人：---------- 编制日期： 年 月 日项目项目名称功率因数提高试验训练对象编号课程《电工技术》《电工电子技术》教材学时名称《电子技术基础》试验目的

知识目标：1、了解提高功率因数意义；2、掌握提高功率因数方法；技能目标：1、掌握电流表、电压表的正确使用方法。一、仪器设备：ZH-12型通用电学实验台、 电流表、电压表二、注意事项：1、正确使用电流表1）.根据被测电流大小选择相应量程的电流表。2）.测量前，应检查电流表指针是否对准“0”刻度线。如果没对准，应调节“调零器”，使指针对准“0”刻度线。3）.测量时，应将电流表串接于被测电路的低电位一侧。4）.读数时，应让指针稳定后再进行读数，应尽量保持视线与刻度盘垂直。2、正确使用电压表1）.测量时应将电压表并联接入被测电路。先把电压表的“—”端钮接入被测电路的低电位端，然后再把“”端钮接入被测电路的高电位端。2）对多量程电压表，当需要变换量程时，应将电压表与被测电路断开后，再改变量程。精选资料，欢迎下载。3、接线后经过检查线路正确后才能通电测试。4、注意用电安全三、试验原理和电路图试验原理：交流电路中功率因数的大小， 关系到电源设备及输电线路能否得到充分利用， 在电路中，由于有电感性负载，使电路的功率因素较低，从供电方面来看，在同一电压下输送给负载一定大小的有功功率时，所需的电流就较大。P=UIcos θ反之，若该线路功率因数较高， 所需的电流就可小些。因此线路的功率因数高，既可提高电源设备的利用率（用较小的电流输送同样的功率） ，又可减少线路的能量损失。为了提高图 1电路的功率因数，可在 a、b两端并联一电容，见图 2。当并联电容后，对于原感性负载来说，（虚线框内）所加电压和负载参数均未改变，即没有改变原电路的工作情况。但是并联电容后，由于 IC的出现，电路的总电流（即电源向外输送的电流）减少了。见图3。图1 图2 图3试验电路图：图4精选资料，欢迎下载。四、操作步骤：1、调节ZH-12通用电学实验台上的交流电源，使其输出交流电源电压值为24V。2、按图4电路图接线，线路连接无误后方可通电。3、分别在未并电容、并入电容数值 1、并入电容数值 2的情况下，测量数值填入表 1。五、结果汇总电路情况 测量值U/V I/mA Il/mA Ic/mA未并电容电容数值1电容数值2表-1六、结果分析七、评分１、操作规范（ 40%）２、试验结果 （30%） 总分：_________３、问题分析 （30%）精选资料，欢迎下载。课题8：功率因数提高课型：讲练结合教学目的 ：知识目标：1、了解提高功率因数意义；2、掌握提高功率因数方法；技能目标：掌握电流表、电压表的正确使用方法。教学重点、难点：教学重点：掌握提高功率因数方法。教学难点：掌握提高功率因数的方法、并联电容的选取方法。教学分析：本次课首先通过对 RL串联电路在没有并联电容和并联不同电容的情况进行测试。然后对测试数据进行分析， 得出并联电容能提高电路的功率因数的结论。 然后说明提高功率因数的意义。在此基础上进一步讨论并联电容的选取方法， 最后通过例题巩固所学知识， 达成本次课的教学目的。复习、提问：1、有功功率、无功功率、视在功率的概念及计算公式分别是什么？2、什么叫功率因数？教学过程：我们已经学习有功功率、视在功率、无功功率和功率因数的概念。并且由功率三角形知精选资料，欢迎下载。道：有功功率与功率因数有一定的关系。 功率因数对于电能质量有一定的关系。 功率因数越高电能质量越好，那么功率因数能不能有办法提高呢？先让我们做一个试验：一、试验操作：课内试验项目：功率因数提高试验提示注意事项，做好电路图的连接示范， 按照试验操作单对项目 1进行连接测试并作好记录。二、对操作结果进行分析：1、通过提问引导学生对以下六个问题进行讨论。1）并联电容后，IL改变了吗？变大还是变小了？为什么？2）并联电容后，通过计算P改变了吗？变大还是变小了？为什么？3）并联电容后，I改变了吗？变大还是变小了？为什么？4）并联电容后，Q改变了吗？为什么？5）C能否串联在电路中？6）cos能否提高到1？2、分析：1）根据试验数据，未并电容前后，IL始终不变。因为U、R、XL均没有变化。因此得：结论一：在并联电容前后，电路原工作状态不会改变，即本身参数不能改变。（2）由于IL始终不变，根据有功公式 P=I2R，得：在并联电容前后，有功功率 P没有变化。● ● ●并联电容后线路电流： I IL IC（3）观察试验测试数据，我们发现 IL在并联电容前后始终保持不变，但发现在并联了电容精选资料，欢迎下载。后总电流I下降，而cosP，所以cos升高。UI结论二：并联电容后，电路总电流降低，这是功率因数提高的根本原因。4）U不变，I和降低，故无功功率Q降低，电路中能量互换的规模降低，提高了电源设备的利用率。5）不能利用串联电路的方法提高功率因数，否则电阻两端电压会降低，改变原工作状态。6）功率因数不能提高到1。当cos=1时，会发生并联谐振，这在电力设备中不容许的。结论三：功率因数不能达到1。三、提高功率因数意义和并联电容的选取：1、提高功率因数意义（1）、电源设备得到充分利用。交流电设备在额定电压U和额定电流IN一定的情况下，能够供给的有功功率为NP1UNINCOS，若COS低，则负载吸收的功率低，因而电源供给的有功功率P也低，这样电源的潜力就没有得到充分发挥。1（2）、降低线路损耗和线路压降。输电线上的损耗为P1I2R1（R1为线路电阻），线路压降为U1R1I，而线电流IP1。由此可见，当电源电压U及输出有功功率P1一定时，提高COS，UCOS可以是线路电流减小，从而降低了传输线上的损耗，提高了传输效率；同时，线路上的压降减小，使负载的端电压变化减小，提高了供电质量。2、并联电容的选取：由于未并入电容时，电路的无功功率为QUI1sin1UI1sin1cos1Ptan1cos1而并入电容后，电路的无功功率为Q'UIsin2Ptan2因而电容需要补偿的无功功率为：QCQQ'P(tan1tan2)精选资料，欢迎下载。又因：QC2XCU2CU2ICXCQCP(tan1tan2)故C22fU2U这就是所需并联电容器的电容量。 式中P是负载所吸收的功率， U是负载的端电压，φ1和φ2分别是补偿前和补偿后的功率因数角。[例1]某电源SN20KVA,UN220V,f50Hz。试求：（1）该电源的额定电流。（2）该电源若供给cos10.5、40W的日光灯，最多可点多少盏？此时线路的电流是多少？3）若将电路的功率因数提高到cos20.9，此时线路的电流是多少？需并联多大电容？解：（1）额定电流为INSN2010391AUN220（2）设日光灯的盏数为n，即nPSNcos1，则nSNcos1201030.5P40250盏此时线路电流为额定电流，即I191A。（3）因电路总的有功功率 P=n40=25040 10KW，故此时线路中的电流为IP1010322050.5AUcos20.9随着功率因数由0.5提高到0.9，线路电流由91A下降到50.5A，因而电源仍有潜力供电给其他负载。因cos10.5，160o，tan11.731；cos20.9，225.8o，tan20.483。于是所需电容器的电容量为CQCP(tan1tan2)101032(1.7310