浅谈功率因数与供电效率
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功率因素和供电效率的关系【摘要】在供电过程中,用户功率因数的高低,直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗,关系到供电线路的电压损失和电压波动,而且关系到节约电能和整个供电区域的供电质量。
文章介绍影响电网功率因数的主要因素以及低压无功补偿的几种实用方法。
【关键词】功率因数;节约电能;供电质量the relationship between power factor and supply efficiency taizhou motor vehicle inspection centeryu shuiabstract:druing the process of power supply , power factors are related to the power loss and electric energy loss from the power network , related to loss of voltage and voltage pulsation of charging line and related to the quality of power . this passage tells us the main factors and several practical methods of low tension .key words : power factors , save power , quality of supply 功率因数是指电力网中线路的视在功率供给有功功率的消耗所占百分数。
在电力网的运行中,我们所希望的是功率因数越大越好,如能做到这一点,则电路中的视在功率将大部分用来供给有功功率,以减少无功功率的消耗。
用户功率因数的高低,对于电力系统发、供、用电设备的充分利用,有着显著的影响。
适当提高用户的功率因数,不但可以充分地发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量,而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。
浅谈功率因数的意义及提高功率因数的方法功率因数是指在交流电路中,电流和电压的相位差所引起的功率损耗。
在电力系统中,功率因数是一个非常重要的参数,它直接影响着电力系统的稳定性和安全性。
一个良好的功率因数可以提高电力系统的效率,减少能源的浪费,降低电力系统的负载损失。
提高功率因数对于节约能源和优化电力系统运行具有重要的意义。
本文将就功率因数的意义及提高功率因数的方法进行简要的探讨。
一、功率因数的意义功率因数是衡量电路中有用功率与表观功率之比的一个参数,其数值范围在0到1之间。
功率因数越接近1,表示电路中只有很少的无功功率,效率越高,对环境的影响也越小。
功率因数的意义主要表现在以下几个方面:1. 节约能源:功率因数低会造成电路中大量的无功功率流动,从而使电能的利用率降低。
提高功率因数可以减少无功功率的流动,降低电网的负载,节约能源,降低能源浪费。
2. 优化电力系统运行:功率因数直接影响着电力系统的稳定性和安全性。
一个良好的功率因数可以减少电网的负载损失,减小电力系统的电压波动,提高稳定性和安全性。
3. 减少电网的功率损耗:功率因数低会导致电网中大量的无功功率流动,从而增加了电网的触峰负荷,增加了线路和设备的损耗,降低了电网的稳定性和可靠性。
功率因数的提高对于节约能源、优化电力系统运行和减少电网损耗具有非常重要的意义。
二、提高功率因数的方法在实际的电力系统运行中,为了提高功率因数,可以采取以下几种方法:1. 安装功率因数校正装置:功率因数校正装置是一种通过补偿电路中的无功功率,提高功率因数的设备。
常见的功率因数校正装置包括静态无功功率补偿装置(SVG)、静态无功功率补偿装置(SVC)、无功功率自动补偿装置(APFC)等。
通过这些装置的安装,可以有效地提高电力系统的功率因数。
2. 调整负载的工作状态:在实际的电力系统运行中,负载的工作状态对功率因数的影响是非常大的。
对于大型的电力设备和工业生产线,可以通过合理调整工作状态,减少无功功率的产生,从而提高功率因数。
功率因数与供电效率的关系功率因数和供电效率都是电力系统中重要的概念,而且它们之间存在着密切的关系。
本文将从这两个方面入手,分别介绍功率因数和供电效率,然后详细探讨它们之间的关系。
一、功率因数的概念与计算方法功率因数是指交流电路中有用功和视在功之间的比值,通常用cosφ表示。
其中,有用功指电路中由电器设备消耗或提供的能量,例如电动机驱动负载工作时,将电能转化为机械能的功率。
而视在功则是指电路中对电压和电流的量值进行乘积运算,所得到的功率。
它代表电路的总能量,也就是电容器和电感器的能量损耗。
以容性负载为例,设电路中有一个电容器,其电容为C(单位是法拉),接入交流电源中,其电压为V(单位是伏),电流为I(单位是安),在这种情况下,电容器对电路的视在功为S=VI,其有用功为P=S*cosφ=S*cos(90°-θ)=S*sinθ=0,因此,功率因数就是cosφ=0。
另外,对于电感负载而言,其原理也是一样的。
可以得出:cosφ=cos(90°-θ)= sinθ,因此功率因数通常是介于0~1之间的小数值。
功率因数具有以下几个特点:1.功率因数越高,电流的谐波含量越低。
2.功率因数与电路中所使用的电动机有关。
正常运行的电动机功率因数一般会高于0.9。
3.采用电子设备的电路,其功率因数会明显降低,甚至会出现负值。
二、供电效率的概念与计算方法供电效率是指电源能量输出与输入之间的比值,也就是输出功率与输入功率的比值。
通常用η表示。
其中,输出功率是指电源向负载供应能量的功率,而输入功率则是指电源所消耗的能量。
设电源的输出功率为Pout,输入功率为Pin,则有:η=Pout/Pin。
如果电源向负载输出功率为100W,而消耗功率为120W,则该电源的效率为η=100/120=0.83。
供电效率通常与电源的额定功率有关。
对于一般家用电器而言,供电效率一般在0.7~0.9之间。
三、功率因数与供电效率的关系在电力系统中,功率因数的大小和供电效率密切相关。
供电过程中功率因数与供电效率的相互关系[摘要]在供电过程中,用户功率因数的高低,直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗,关系到供电线路的电压损失和电压波动,而且关系到节约电能和整个供电区域的供电质量。
提高电力系统的功率因数,已成为电力工业中一个重要课题。
【关键词】功率因数;影响因素;补偿方法一、引言功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标,在电力系统中,随着变压器和交流电动机等电感性负载的广泛使用,电力系统的供配电设备中经常流动着大量的感性无功电流。
这些无功电流占用大量的供配电设备容量,同时增加了线路输送电流,因而增加了馈电线路损耗,使电力设备得不到充分利用。
用电设备在消耗有功功率的同时,还需大量的无功功率由电源送往负荷,功率因数反映的是用电设备在消耗一定的有功功率的同时所需的无功功率。
作为解决问题的办法之一,就是采用无功功率补偿装置,使无功功率就地得到补偿,提高设备的利用效率。
在电力网的运行中,功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度,我们希望的是功率因数越大越好。
这样电路中的无功功率可以降到最小,视在功率将大部分用来供给有功功率,从而提高电能输送的功率。
二、无功功率与无功补偿(一)无功功率的产生在具有电感或电容的电路中,在每半个周期内,电感(或电容)把电源能量变成磁场(或电场)能量贮存起来,然后再把贮存的磁场(或电场)能量释放返回给电源。
这种情况下只是进行能量的交换,并没有真正消耗能量,我们把这个交换的功率值称为无功功率。
正因为如此,无功功率比较抽象,它在电路中来回流动。
尽管无功功率说明一个元件的平均功率为零,但它代表了在电感或电容中储存及释放磁场能量或电场能量所需要的真实功率。
在电力网中,在电源、电感元件和电容元件之间发生能量的交换。
与无功功率相关的能量是储存的电感性及电容性能量之和。
无功功率决不是无用功率,它的用处很大。
电动机需要建立和维持旋转磁场,使转子转动,从而带动机械运动,电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。
浅谈功率因数的意义及提高功率因数的方法【摘要】功率因数是电力系统中重要的参数,它可以反映电路中有用功率与全部视在功率之间的比率。
在电能质量和能源利用效率方面具有重要意义。
本文首先介绍了功率因数的定义和重要性,然后详细解释了功率因数的计算方法和意义。
接着,提出了一些提高功率因数的方法,如增加电动机负载、优化电路设计等。
介绍了使用功率因数校正装置对功率因数进行调整的方法。
结论部分强调了功率因数在电力系统中的重要性,指出提高功率因数的必要性,并展望了未来发展趋势。
通过本文的阐述,读者可以更好地了解功率因数的意义及提高功率因数的方法,进一步提高电能利用效率和节能减排水平。
【关键词】功率因数、定义、重要性、计算方法、意义、提高、方法、校正装置、必要性、发展趋势1. 引言1.1 功率因数的定义功率因数是指交流电路中,电流和电压之间的相位差,是电力系统中一个重要的参数。
在交流电路中,电流和电压是不同时间变化的,它们之间存在一定的相位差,而功率因数就是描述电流和电压之间相位差的一个物理量。
具体来说,功率因数是指电路中有功功率与视在功率之间的比值。
有功功率是电流把电能从电源输送到负载的能力,视在功率是指在电路中流动电流的总能量。
功率因数的数值茹卧在0到1之间,当功率因数为1时,电路中的有功功率等于视在功率,表示电路能有效利用电能;当功率因数小于1时,表示电路中有一部分能量没有被有效利用,存在能量浪费的问题。
功率因数的大小直接影响着电路的能效和稳定性。
1.2 功率因数的重要性功率因数是电力系统中一个非常重要的参数,它反映了电路中有用功率和视在功率之间的关系。
功率因数的重要性主要体现在以下几个方面:1. 节约能源:功率因数低意味着在给定有用功率的情况下,需要更大的视在功率才能满足需求。
这会导致电网的损耗增加,并浪费更多的能源。
提高功率因数可以降低系统的损耗,节约能源。
2. 提高设备效率:在功率因数较低的情况下,设备的运行效率会下降,导致设备发热增加、寿命缩短等问题。
科技论坛浅谈功率因数与节能的关系徐凤(黑龙江省鸡西矿业集团安全技术培训中心,黑龙江鸡西158100)摘要:随着国有煤矿用电量的不断增加,电费已经是煤矿整个经营成本的重要组成部分之一。
据统计,电费成本已占国有煤矿整个经营成本的前三位。
如何节约电能、降低电费,最大限度地减少电能损耗和功率损耗,已成为煤矿企业中一个重要课题。
文中简要探讨了功率因数与节约电能的关系,叙述了几种提高电力系统功率因数及低压无功补偿的方法,其社会效益和经济效益是非常显著的。
关键词:功率因数;节电;经济效益功率因数是指电力网中线路和视在功率供给有功功率的消耗所占百分比。
在电力网的运行中,我们所希望的是功率因数越大越好,如能做到这一点,则电路中的视车功率将大部分用来供给有功功率。
以减少无功功率的消耗,用户功率因数的高低,对于煤矿用电设备的充分利用,有着明显的影响。
适当提高用户的因数,不但可以充分发挥供电设备的生产能力,减少线路损失,改善供电质量,而且可以提高煤矿用电设备的工作效率和为煤矿节约电能。
因此,对煤矿企业特别是煤矿井下电网来说,若能有效地搞好低压补偿,提高功率因数不但能有效地降低电能损失,减少电费,其社会效益、经济效益、推动煤矿又好又快地发展的作用都会是非常显著。
1影响功率因数的主要原因功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作中除消耗有功功率外还需要无功功率,当有功功率P一定时,如减少无功功率Q,则功率因数便能够提高。
在极端情况下,假如当Q=0时,则功率因数cosφ=1,因此提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。
1.1异步电动机和变压器是耗用无功功率的主要设备,异步电动机的定子与转子之间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的只要因素。
而异步电动机所耗用的无功功率是其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值的俩部分组成,所以要改善异步电动机的功率因数,就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率,变压器消耗无功的主要成分是他的空载无功功率,为了改善煤矿井下供电系统的功率因数,变压器不应空载运行或长期处于低压低载运行状态。
浅谈提高功率因数的意义及途径作者:周文涛来源:《科技资讯》2011年第13期摘要:本文介绍如何利用华丰顶峰公司发电机组和泰山水泥余热发电机组提高功率因数,来保证各直供用户供电安全及提高经济效益的方法。
关键词:功率因数经济效益中图分类号:TM714.1 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)05(a)-0152-01华丰顶峰热电公司是山东省认定的资源综合利用电厂,属华丰工业园区“煤-电-建”循环经济产业链中的一环,现在规模是两炉三机,包括两台6MW和一台25MW汽轮发电机组,装机总容量37MW,年设计发电能力2.5亿kWh。
顶峰热电公司通过110kV楼华线“1104”开关与系统并网。
泰山水泥余热为一台13.2MW汽轮发电机组,年发电能力7800万kWh。
华丰顶峰热电公司生产的电能供华丰矿和泰山水泥集团及精密铸造厂。
1目前供电现状华丰顶峰热电公司两炉三机运行,平均发电负荷34000kW。
35kV电厂一路(3503开关)带华丰矿,平均用电负荷10500kW, “3512”开关带泰山水泥二路,平均用电负荷12000kW(扣除余热机组10000kW负荷),“3508”开关带泰山水泥一路及精密铸造厂,平均用电负荷11000kW。
“603”直供洗选厂,平均用电负荷1000kW。
需要从110kV楼华线吸收负荷4500kW。
2提高功率因数的意义一方面,负载的功率因数低,使电源设备的容量得不到充分利用。
因为电源设备额定容量等于额定电压和额定电流的乘积,它们运行时的电压和电流不能超过额定值。
在相同的电压和电流的情况下,负载的功率因数越低,发电机或变压器能提供的有功功率越少。
另一方面,负载的功率因数过低,在供电线路上要引起较大的能量损耗和电压降低。
在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时,负载的功率因数越低,通过线路的电流I=P/Ucosφ越大,导线电阻的能量损耗和导线阻抗的电压降越大。
线路电压降越大,引起负载电压的降低,影响负载的正常工作,如异步电动机转速降低等。
浅谈功率因数调整电费作者:金琼来源:《城市建设理论研究》2013年第34期【摘要】在100KVA及以上专变用户的电费计算中,功率因数调整电费发挥着价格经济杠杆的作用。
在客户功率因数高于标准值时,减收客户月电费;反之则加收。
文中就如何提高功率因数,避免加收功率因数调整电费进行了分析探讨。
【关键词】功率因数;功率因数调整电费;提高功率因数中图分类号:TK315文献标识码: A在100KVA及以上专变用户的电费计算中,功率因数调整电费发挥着价格经济杠杆的作用。
在功率因数高于标准值时,客户可以从电力企业所减收的电费中得到经济补偿,逐步回收所付出的投资,并获得降低电费开支的经济效益。
与此相反,若客户不装或少装无功补偿设备,造成功率因数低于标准值,就要多付出电费,用以补偿多用的无功功率由此而增加的开支。
1什么是功率因数所谓功率因数,是指任意二端网络(与外界有二个接点的电路)两端电压U与其中电流I之间的位相差Φ的余弦cosΦ。
在二端网络中消耗的功率是指平均功率,也称为有功功率。
2功率因数调整电费的含义及适用范围2.1什么是功率因数调整电费为了提高用户的功率因数并保持其均衡,以提高供用电双方和社会的经济效益,依据水利电力部、国家物价局(1983)水电财字第215 号文和华北电管局(1983)华北电供用字第53号文,特制定功率因数调整电费管理办法。
在客户功率因数高于标准值时,减收客户月电费;反之则加收。
简单地说,功率因数调整电费是鼓励用户改善功率因数、提高电压质量、促进节约电能的电价政策。
2.2如何计算功率因数调整电费2.2.1计算公式功率因数调整电费=(当月基本电费+当月电度电费)*功率因数调整电费增减率(公式2)2.2.2功率因数的标准值及其适用范围功率因数标准0.90,适用于160千伏安以上的高压供电工业用户(包括社队工业用户),装有带负荷调整电压装置的高压供电电力用户和3200千伏安及以上的高压供电电力排灌站。
浅谈功率因数与供电效率
摘要介绍影响电网功率因数的主要因素以及低压无功补偿的几种实用方法。
关键词电力;功率因数;无功补偿
在供电过程中,用户功率因数的高低,直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗,关系到供电线路的电压损失和电压波动,而且关系到节约电能和整个供电区域的供电质量。
功率因数是指电力网中线路的视在功率供给有功功率的消耗所占百分数。
在电力网的运行中,我们所希望的是功率因数越大越好,如能做到这一点,则电路中的视在功率将大部分用来供给有功功率,以减少无功功率的消耗。
用户功率因数的高低,对于电力系统发、供、用电设备的充分利用,有着显著的影响。
1影响功率因数的主要因素
首先我们来了解功率因数产生的主要原因。
功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中,除消耗有功功率外,还需要无功功率。
当有功功率P有一定时,如减少无功功率P无,则功率因数便能够提高。
在极端情况下,当P无=0时,则其功率因素=1。
因此提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。
影响功率因素主要是下面几个方面:
1.1异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备
异步电动机的定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素。
而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成的。
所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。
变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率,它和负载率的大小无关。
因而,为了改善电力系统和企业的功率因数,变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。
1.2供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响
当供电电压高于额定值的10%时,由于磁路饱和的影响,无功功率将增长得很快,据有关资料统计,当供电电压为额定值的110%时,一般工厂的无功将增加35%左右。
当供电电压低于额定值时,无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。
但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。
所以,应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。
1.3电网频率的波动也会对异步电机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响
我们知道了影响电力系统功率因数的一些主要因素,因此我们要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法,使低压网能够实现无功的就地平衡,达到降损节能的效果。
2低压网无功补偿的一般方法
低压无功补偿我们通常采用的方法主要有三种:随机补偿、随器补偿、跟踪补偿。
下面简单介绍这三种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。
2.1随机补偿
随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接,通过控制、保护装置与电机,同时投切。
随机补偿适用于补偿电动机的无功消耗,以补偿磁无功为主,此种方式可较好地限制农网无功峰荷。
随机补偿的优点是:用电设备运行时,无功补偿投入,用电设备停运时,补偿设备也退出,而且不需频繁调整补偿容量。
具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等特点。
2.2随器补偿
随器补偿是指将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧,以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。
配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功,配变空载无功是农网无功负荷的主要部分,对于轻负载的配变而言,这部分损耗占供电量的比例很大,从而导致电费单价的增加,不利于电费的同网同价。
随器补偿的优点是:接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功,限制农网无功基荷,使该部分无功就地平衡,从而提高配变利用率,降低无功网损,具有较高的经济性,是目前补偿无功最有效的手段之一。
2.3跟踪补偿
跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置,将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。
适用于100kV A以上的专用配变用户,可以替代随机、随器两种补偿方式,补偿效果好。
跟踪补偿的优点是:运行方式灵活,运行维护工作量小,比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。
但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。
但当这三种补偿方式的经济性接近时,应优先选用跟踪补偿方式。
3采取适当措施,设法提高系统自然功率因数
提高自然功率因数是在不添置任何补偿设备,采用降低各用电设备所需的无功功率减少负载取用无功来提高工矿企业功率因数的方法,它不需要增加投资,是最经济的提高功率因数的方法。
下面将对提高自然功率因数的措施作一些简要的介绍。
3.1合理使用电动机
合理选用电动机的型号、规格和容量,使其接近满载运行。
在选择电动机时,既要注意它们的机械性能,又要考虑它们的电器指标。
若电动机长期处于低负载下运行,既增大功率损耗,又使功率因数和效率都显著恶化。
故从节约电能和提高功率因数的观点出发,必须正确地合理地选择电动机的容量。
3.2提高异步电动机的检修质量
实验表明,异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动时对异步电动机无功功率的大小有很大的影响。
3.3采用同步电动机或异步电动机同步运行提高功率因数
由电机原理知道,同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小,而无功取决于转子中的励磁电流大小,在欠激状态时,定子绕组向电网“吸取”无功,在过激状态时,定子绕组向电网“送出”无功。
因此,只要调节电机的励磁电流,使其处于过激状态,就可以使同步电机向电网“送出”无功功率,减少电网输送给工矿企业的无功功率,从而提高了工矿企业的功率因数。
异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流,使其呈同步电动机运行,这就是“异步电动机同步化”。
因而只要调节电机的直流励磁电流,使其呈过激状态,即能向电网输出无功,从而达到提高低压网功率因数的目的。
3.4合理选择配变容量,改善配变的运行方式
对负载率比较低的配变,一般采取“撤、换、并、停”等方法,使其负载率提高到最佳值,从而改善电网的自然功率因数。
4结束语
适当提高用户的功率因数,不但可以充分地发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量,而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。
因此,对于全国广大供电企业、特别是对现阶段全国性的一些改造后的农村电网来说,若能有效地搞好低压补偿,不但可以减轻上一级电网补偿的压力,改善提高用户功率因数,而且能够有效地降低电能损失,减少用户电费。
其社会效益及经济效益都会是非常显著的。