提高功率因數(shù)的意義和方法

1、提高功率因數(shù)的意義和方法 一、提高功率因數(shù)的意義1.充分利用供電設(shè)備的容量，使同樣的供電設(shè)備為更多的用電器供電每個供電設(shè)備都有額定的容量，即視在功率。供電設(shè)備輸出的總功率中，一部分為有功功率，另一部分為無功功率。越小，電路中的有功功率就越小，提高的值，可使同等容量的供電設(shè)備向用戶提供更多的功率。因此，提高供電設(shè)備的能量的利用率。例(補(bǔ)1) 一臺發(fā)電機(jī)的額定電壓為220V，輸出的總功率為4400kV·A。試求：（1）該發(fā)電機(jī)能帶動多少個220V，4.4kW，=0.5的用電器正常工作？（2）該發(fā)電機(jī)能帶動多少個220V，4.4kW， =0.8的用電器正常工作？解：(1)每臺用電器占用電源

2、的功率:該發(fā)電機(jī)能帶動的電器個數(shù):(2)每臺用電器占用電源的功率:該發(fā)電機(jī)能帶動的電器個數(shù): 可見，功率因數(shù)從0.5提高到0.8，發(fā)電機(jī)正常供電的用電器的個數(shù)即從500個提高到800個，使同樣的供電設(shè)備為更多的用電器供電，大大提高供電設(shè)備的能量利用率。2.減少供電線路上的電壓降和能量損耗 我們知道，故用電器的功率因數(shù)越低，則用電器從電源吸取的電流就越大，輸電線路上的電壓降和功率損耗就越大；用電器的功率因數(shù)越高，則用電器從電源吸取的電流就越小，輸電線路上的電壓降和功率損耗就越小。故提高功率因數(shù)，能減少供電線路上的電壓降能量損耗。例(補(bǔ)2) 一臺發(fā)電機(jī)以的電壓輸給負(fù)載的電力，如果輸電線總電阻為，試

3、計算：(1).負(fù)載的功率因數(shù)從0.5提高到0.75時，輸電線上的電壓降可減小多少?(2).負(fù)載的功率因數(shù)從0.5提高到0.75時，輸電線上一天可少損失多少電能？ 解：(1)=0.5時，輸電線上的電流輸電線上的電壓降=0.75時，輸電線上的電流 輸電線上電壓降減小的數(shù)值：(2) =0.5時輸電線上的電能損耗: =0.75J時輸電線上的電能損耗:輸電線上一天可少損失的電能二、提高功率因數(shù)的方法1合理選用電器設(shè)備及其運(yùn)行方式a. 盡量減少變壓器和電動機(jī)的浮裝容量，減少大馬拉小車現(xiàn)象；b. 調(diào)整負(fù)荷，提高設(shè)備的利用率，減少空載、輕載運(yùn)行的設(shè)備；c. 對負(fù)載有變化且經(jīng)常處于輕載運(yùn)行狀態(tài)的電動機(jī)，采用自動

4、切換方式運(yùn)行。2在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)感性負(fù)載電路中的電流落后于電壓，并聯(lián)電容器后可產(chǎn)生超前電壓90°的電容支路電流，抵減落后于電壓的電流，使電路的總電流減小，從而減小阻抗角，提高功率因數(shù)。用串聯(lián)電容器的方法也可提高電路的功率因數(shù)，但串聯(lián)電容器使電路的總阻抗減小，總電流增大，從而加重電源的負(fù)擔(dān)，因而不用串聯(lián)電容器的方法來提高電路的功率因數(shù)。設(shè)負(fù)載的端電壓為U，電壓頻率為，電源供給負(fù)載的功率為，功率因數(shù)為，要將負(fù)載的功率因數(shù)從提高到，問需在負(fù)載兩端并聯(lián)多大的電容？解：設(shè)并聯(lián)電容量為C的電容器電路的功率因數(shù)從提高到，則：式中 電源供給負(fù)載的有功功率,W；負(fù)載的端電壓,V；并聯(lián)

5、電容前電路的阻抗角；并聯(lián)電容后電路的阻抗角；電源頻率，Hz；并聯(lián)電容器的電容量。 例4.7.1 有一感性負(fù)載，接于380V，50Hz的電源上，負(fù)載的功率，因數(shù)功率，若將此負(fù)載的功率因數(shù)提高到0.9。求并聯(lián)電容器的電容量和并聯(lián)電容器前后電路中的電流。 并聯(lián)電容前、后電路的電流分別為：， 例4.7.2 某單位原來用電功率為，用電設(shè)備的功率因數(shù)為，由一臺容量，額定電壓的三相變壓器配電?，F(xiàn)用電功率增至，問：(1).如果電路的功率因數(shù)不變，則須換用多大容量的變壓器？(2).能否在變壓器低壓側(cè)并聯(lián)電容使原變壓器滿足現(xiàn)在的配電要求，如可以，則需用多大電容?解 (1).如果電路的功率因數(shù)不變，則須換用的變壓器

6、的容量為: (2).如在變壓器低壓側(cè)并聯(lián)電容使原變壓器滿足現(xiàn)在的配電要求，則電路的功率因數(shù)需提高為: 這是可以做到的，因此可用在變壓器低壓側(cè)并聯(lián)電容的方法使原變壓器滿足現(xiàn)在的配電要求。 所需的電容器的總?cè)萘繛椋?1. 提高功率因數(shù)的意義（1）充分利用供電設(shè)備的容量，使同樣的供電設(shè)備為更多的用電器供電（1）減少供電線路上的電壓降和能量損耗2. 提高功率因數(shù)的方法（1）合理選用電器設(shè)備及其運(yùn)行方式a. 盡量減少變壓器和電動機(jī)的浮裝容量，減少大馬拉小車現(xiàn)象；b. 調(diào)整負(fù)荷，提高設(shè)備的利用率，減少空載、輕載運(yùn)行的設(shè)備；c. 對負(fù)載有變化且經(jīng)常處于輕載運(yùn)行狀態(tài)的電動機(jī)，采用自動切換方式運(yùn)行。 一。 提高

7、功率因數(shù)的實(shí)際意義1 對于電力系統(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)計的，發(fā)電機(jī)長期運(yùn)行中，電壓和電流都不能超過額定值，否則會縮短其使用壽命，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，理論上發(fā)電機(jī)得到完全的利用，因?yàn)镻=U*I*cosØ中的cosØ=1；但是當(dāng)負(fù)載為干性或容性時，cosØ<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*cosØ ，

8、因?yàn)镮=P./V/ cosØ，所以Pl=R*P./V/cosØ（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)cosØ會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)cosØ=0.5時的損耗是cosØ=1時的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co

9、sØ也就使發(fā)電機(jī)能多出有功功率。在實(shí)際用電過程中，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。而對于目前人類所大量使用和無比依賴的電能使用，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)選擇電動機(jī)容量，減少電動機(jī)無功消耗，防止“大馬拉小車”。2). 對平均負(fù)荷小于其額定容量40%左右的輕載電動機(jī)，可將線圈改為三角形接法（或自動轉(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)?/p>

10、選擇其容量。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功功率來補(bǔ)償感性負(fù)載的無功功率，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 個別補(bǔ)償。即在用電設(shè)備附近按其本身無功功率的需要量裝設(shè)電容器組，與用電設(shè)備同時投入運(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)荷的變動同時投入或切除，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