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.充分利用供電設備的容量，使同樣的供電設備為更多的用電器供電每個供電設備都有額定的容量，即視在功率。供電設備輸出的總功率中，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備向用戶提供更多的功率。因此，提高供電設備的能量的利用率。例(補1) 一臺發(fā)電機的額定電壓為220V，輸出的總功率為4400kV·A。試求：（1）該發(fā)電機能帶動多少個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，使同樣的供電設備為更多的用電器供電，大大提高供電設備的能量利用率。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2) 一臺發(fā)電機以的電壓輸給負載的電力，如果輸電線總電阻為，試

3、計算：(1).負載的功率因數(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合理選用電器設備及其運行方式a. 盡量減少變壓器和電動機的浮裝容量，減少大馬拉小車現(xiàn)象；b. 調整負荷，提高設備的利用率，減少空載、輕載運行的設備；c. 對負載有變化且經常處于輕載運行狀態(tài)的電動機，采用自動

4、切換方式運行。2在感性負載上并聯(lián)電容器提高功率因數(shù)感性負載電路中的電流落后于電壓，并聯(lián)電容器后可產生超前電壓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，從而加重電源的負擔，因而不用串聯(lián)電容器的方法來提高電路的功率因數(shù)。設負載的端電壓為U，電壓頻率為，電源供給負載的功率為，功率因數(shù)為，要將負載的功率因數(shù)從提高到，問需在負載兩端并聯(lián)多大的電容？解：設并聯(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 電源供給負載的有功功率,W；負載的端電壓,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 有一感性負載，接于380V，50Hz的電源上，負載的功率，因數(shù)功率，若將此負載的功率因數(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。 所需的電容器的總容量為： 1. 提高功率因數(shù)的意義（1）充分利用供電設備的容量，使同樣的供電設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）合理選用電器設備及其運行方式a. 盡量減少變壓器和電動機的浮裝容量，減少大馬拉小車現(xiàn)象；b. 調整負荷，提高設備的利用率，減少空載、輕載運行的設備；c. 對負載有變化且經常處于輕載運行狀態(tài)的電動機，采用自動切換方式運行。 一。 提高

7、功率因數(shù)的實際意義1 對于電力系統(tǒng)中的供電部分，提供電能的發(fā)電機是按要求的額定電壓和額定電流設計的，發(fā)電機長期運行中，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。由于發(fā)電機是通過額定電流與額定電壓之積定額的，這意味著當其接入負載為電阻時，理論上發(fā)電機得到完全的利用，因為P=U*I*cosØ中的cosØ=1；但是當負載為干性或容性時，cosØ<1,發(fā)電機就得不到充分利用。為了最大程度利用發(fā)電機的容量，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，負載吸收的平均功率：P.=V*I*cosØ ，

8、因為I=P./V/ cosØ，所以Pl=R*P./V/cosØ（V是負載端電壓的有效值）。 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！在實際中，提高功率因數(shù)意味著：1) 提高用電質量，改善設備運行條件，可保證設備在正常條件下工作，這就有利于安全生產。2) 可節(jié)約電能，降低生產成本，減少企業(yè)的電費開支。例如：當cosØ=0.5時的損耗是cosØ=1時的4倍。3) 能提高企業(yè)用電設備的利用率，充分發(fā)揮企業(yè)的設備潛力。4) 可減少線路的功率損失，提高電網輸電效率。5) 因發(fā)電機的發(fā)電容量的限定，故提高co

9、sØ也就使發(fā)電機能多出有功功率。在實際用電過程中，提高負載的功率因數(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)和采用人工補嘗兩種方法： 提高自然因數(shù)的方法：1). 恰當選擇電動機容量，減少電動機無功消耗，防止“大馬拉小車”。2). 對平均負荷小于其額定容量40%左右的輕載電動機，可將線圈改為三角形接法（或自動轉換）。3). 避免電機或設備空載運行。4). 合理配置變壓器，恰當?shù)?/p>

10、選擇其容量。5). 調整生產班次，均衡用電負荷，提高用電負荷率。6). 改善配電線路布局，避免曲折迂回等。人工補償法：實際中可使用電路電容器或調相機，一般多采用電力電容器補嘗無功，即：在感性負載上并聯(lián)電容器。一下為理論解釋：在感性負載上并聯(lián)電容器的方法可用電容器的無功功率來補償感性負載的無功功率，從而減少甚至消除感性負載于電源之間原有的能量交換。在交流電路中，純電阻電路，負載中的電流與電壓同相位，純電感負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)電容器的補償方法又可分為：1 個別補償。即在用電設備附近按其本身無功功率的需要量裝設電容器組，與用電設備同時投入運行和斷開，也就是再實際中將電容器直接接在用電設備附近。適合用于低壓網絡，優(yōu)點是補嘗效果好，缺點是電容器利用率低。2 分組補償。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，它可與工廠部分負荷的變動同時投入或切除，也就是再實際中將電容器分別安裝在各車間配電盤的母線上。優(yōu)點是電容器利用率較高且補嘗效果也較理想（比較折中）。3 集中補償。即把電容器組集中