功率因数的提高11

电机功率因数
电机功率因数（PowerFactor）是电机的一个特性，它决定了电机提供给负载的有效功率。

功率因数用来显示负载部分是否可以有效利用提供给其的电能，它也用来衡量电机效率。

一般来说，功率因数是指电机发出的有功功率与负载消耗的有效功率之比。

它的取值范围为0到1，多数电机的功率因数都趋近1，即该电机的有功功率基本上等于其所消耗的有效功率。

当电机的功率因数低于0.7时，则表明这个电机的利用率很低，这时就需要采取相应的措施来提高其效率，以便减少用电量。

功率因数不仅是衡量电机效率的重要参数，而且还与电机结构、运行负荷、供电电压等各方面有关。

当电机运行负载变化时，其功率因数会发生变化，这与负载变化有关。

例如，当负载变大时，电机的有功功率增加，而有效功率不变，则功率因数也会随之减小。

此外，功率因数也和电机结构有关，比如某些电机因为有特殊的磁通机构，而其功率因数也会比其他电机的较高一些。

同时，电机的功率因数也受供电电压的变化影响，即供电电压升高时，电机的功率因数会有所提高，反之亦然。

由于功率因数的重要性，近年来出现了一种用于改善电机功率因数的电力因数补偿装置，它将电机的有功功率与有效功率补偿起来，从而提高电机的功率因数，减少电机的能耗。

总之，电机的功率因数是衡量电机效率的必要参数，它不仅与电机的运行负载和结构有关，而且也和供电电压的变化有关，只有当电
机的功率因数接近1时，该电机的效率才能够达到最大化。

通过引入电力因数补偿装置，也可以有效提高电机的功率因数，进而提高电机的效率，节省更多的电能。

教你如何提高变压器功率因数（2）3低功率因数产生的主要原因3.1励磁电流的影响变压器都带有励磁电流,它对于感应电势来说,总是滞后的在正常情况下,励磁电流不致影响功率因数,但当轻负荷运行时(如一个居民区的配电变压器在夜间主要供应照明负荷,因此,半夜以后照明负荷急剧减少,配电变压器就进入轻负荷),原端功率因数就降低。

3.2感应电动机的使用大量使用感应电动机也会造成系统功率因数降低,因为不可能所有的电动机都在满负荷运行。

当电动机满负荷运行时,功率因数可达到85%;当电动机在 75%额定负荷运行时,功率因数为0.8;而当电动机在50%额定负荷运行时,功率因数为0.7;若电动机空载运行,则功率因数为0.2～0.3。

可见, 大量使用电动机而这些电动机又不能全部都满负荷运行时,系统的功率因数必然降低。

3.3气体放电灯的使用气体放电灯在居民与工业、商业照明中正越来越广泛地应用,而气体放电灯也是以低功率因数运行的。

3.4修理过的电动机的使用由于在用户中不可避免地大量使用着修理过的电动机,这些修理过的电动机,通常其定子绕组匝数少于原来的匝数,因此,这些电动机中漏磁通增加,造成电动机功率因数降低。

4 提高功率因数的意义4. 1 能够降低生产成本、减少投资、改善设备的利用率功率因数可以表示成下述形式cosφ =P/S=P/3UI可见,在一定的电压和电流下,提高co sφ ,其输出的有功功率越大1 因此, 改善功率因数是充分发挥设备潜力、提高设备利用率的有效方法。

4. 2 可以减少线路压降、改善电压质量电力网的电压损失可借下式求出线路电压降为:&U =PR + QX/U这里, P 是线路有功负荷;Q 是线路无功负荷; R 与X 分别是线路电阻与电抗;U 是线路供电电压1 如果采用容抗为Xc 的电容来补偿,则电压损失为:&U =PR + Q( X - Xc)/U故采用补偿电容提高功率因数后,电压损失ΔU 减小,改善了电压质量1 再由(5) 或(6) 可知,无功负荷越小,则线路电压降就越小/4. 3 能够提高电力网的传输能力、提高能源的利用率、降低电力成本、增加经济效益由于视在功率与有功功率成以下关系P = S cosφQ = S2 - P2 = S ×sinφ = S × 1 - cos2φ所以,当在传送一定有功功率P 的条件下,cosφ越高,所需视在功率越小。

功率因数是指有功功率与视在功率之比；在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S。

电力系统向用户供电的电压，是随着线路所输送的有功功率和无功功率变化而变化的。

当线路输送一定数量的有功功率时，如输送的无功功率越多，线路的电压损失越大。

即送至用户端的电压就越低。

供电局为了提高他们的成本效益要求用户提高功率因数，那提高功率因数对我们用户端有什么好处呢？①通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。

②藉由良好功因值的确保，从而减少供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，改善电能的质量。

③可以增加系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。

如果系统的功率因数低，那么在既有设备容量不变的情况下，装设电容器后，可以提高功率因数，增加负载的容量。

④减少了用户的电费支出；透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠提高功率因数的好处与方法有哪些？提高功率因数的好处有以下几个方面：(1)可以提高发电、供电设备的能力，使设备可以得到充分的利用。

(2)可以提高用户设备（如变压器等）的利用率，节省供用电设备投资，挖掘原有设备的潜力。

(3)可以降低电力系统的电压损失，减少电压波动，改善电压质量。

(4)可减少输、变、配电设备中的电流，因而降低了电能输送过程的电能损耗。

(5)可减少企业电费开支，降低生产成本。

提高功率因数的方法主要有人工调整和自然调整两种方法。

人工调整主要采取以下措施：①装设电容器是提高功率因数最经济最有效的方法。

②大容量绕线式异步电动机同步运行。

③长期运行的大型设备采用同步电动机传动。

自然调整主要采取以下措施：①尽量减少变压器和电动机的浮装容量，减少大马拉小车现象，使变压器、电动机的实际负荷在其额定容量的75%以上。

功率因数低的成功解决方案
提高功率因数的常见解决方案包括：
1.安装电力电子补偿设备：如静态无功补偿器、电容器等。

这些设备能够补偿电网中的无功功率，并将功率因数提高到良好的水平。

2.优化电网设计：在电网设计阶段，可以采用合理的电网拓扑结构、电缆选择、变压器比例等措施，以降低电网中的电阻损耗和电感损耗，并降低无功功率的产生。

3.优化电气设备：对于能够调整功率因数的电气设备，如变频器、电动机等，可以采用相应的控制策略，调整其功率因数的值。

4.节能降耗：通过采取节能措施，减少能源的消耗，可以有效地降低功率因数。

常见的节能措施包括：优化运行方式、降低能源损耗、提高设备效率等。

5.教育与培训：对于电力使用者和维护人员进行相关知识的培训和普及，能够提高电力用户对电力能力的了解，从而更好地规划使用方案，避免功率因数低的问题的出现。

单元二 正弦交流电流一、填空题1.随时间按正弦规律变化的交变电压（或电流），称为正弦交流电。

2.正弦交流电的三要素是有效值、频率和初相位。

ω与f 、T 三者之间的关系是：22f Tπωπ==。

3.交流电有效值是根据电流的热效应来规定的。

4.为简化计算，工程上采用数学中的复数来表示同频率的正弦量，并将它们称为相量。

5.三相对称交流电源的特点是：最大值相等、频率相同、相位互差120度。

6．电感线圈对交流电的阻碍作用称为感抗，其值与频率成正 比，流过纯电感线圈中的电流比它两端的电压在相位上滞后90°。

7.电容元件对交流电的阻碍作用叫容抗，电容对低频电流的阻碍作用大，对高频电流的阻碍作用小。

8.电工技术中，把复数)1(CL j R Z ωω-+=,叫做复阻抗，复数的模叫做 阻抗。

阻抗角ϕ＞0，电路呈感性；ϕ＜0,电路呈容性；ϕ=0，电路呈阻性，电压与电流同相位时，电路则发生了谐振。

9.在电工技术中，把电路端口电压有效值U 与端口电流有效值I 的乘积，称为二端网络的视在功率。

10.提高功率因数的意义是：提高电源设备的利用率；降低了电能在线路上的损失。

11．提高功率因数的方法是：并联电容器和提高自然功率因数。

并联后，负载上的电压和有功功率均保持不变。

12．在RLC 串联电路中，可以用调节电源频率和改变电路参数 的方法使电路谐振。

13．若三相负载对称，则不论星形联接还是角形联接，其三相有功功率都可用公式 3cos l l P U I φ=来计算。

14.三相对称电动势的特点是最大值相等，频率相同，相位互差120°。

15.对称三相四线制电源，可提供两种电压：线电压和相电压 ，p l U U 3=，相位关系是线电压超前相应的相电压30° 。

16．三相对称负载作三角形连接，接入三相对称电源，线电流是相电流的3倍。

17.三相四线制供电系统中，中线的作用是使不对称的三相负载的 相电压对称；中线上不准许安装熔断器和开关。

实验十 功率因数的提高一、实验目的1.了解日光灯结构和工作原理；2.学习提高功率因数的方法；3.了解输电线线路损耗情况，理解提高功率因数的意义。

二、实验原理与说明1.正弦电流电路中，不含独立电源的二端网络消耗或吸收的有功功率P=UI cos ϕ,cos ϕ称为功率因数，ϕ为关联参考方向下二端网络端口电压与电流之间的相位差。

2.在工业用户中，一般感性负载很多，如电动机、变压器等，其功率因数较低。

当负载的端电压一定时，功率因数越低，输电线路上的电流越大，导线上的压降也越大，由此导致电能损耗增加，传输效率降低，发电设备的容量得不到充分的利用。

从经济效益来说，这也是一个损失。

因此，应该设法提高负载端的功率因数。

通常是在负载端并联电容器，这样流过电容器中的容性电流补偿原负载中的感性电流，此时负载消耗的有功功率不变，且随着负载端功率因数的提高，输电线路上的总电流减小，线路损耗降低，因此提高了电源设备的利用率和传输效率。

电路见图10-1。

3.图10—2是供电线路图，在工频下，当传输距离不长、电压不高时，线路阻抗1Z 可以看成是电阻R 1和感抗X 1相串联的结果。

若输电线的始端(供电端)电压为U 1，终端(负载端)电压为U 2，负载阻抗和负载功率分别为()222Z =R +jX 和P 2，负载端功率因数为2=cos λϕ，则线路上的电流为222P I U cos ϕ＝线路上的电压降为12U U -U ∆=输电功率为22221221P P P P P P P I R η∆===++ 式中，P 1为输电线始端测得的功率，P ∆为线路上的损耗功率。

实验时，可以用一个具有较小电阻的元件模拟输电线路阻抗，用日光灯模拟负载阻抗Z 2，研究在负载端并联电容器改变负载端功率因数时，输电线路上电压降和功率损耗情况以及对输电线路传输效率的影响。

图10-1 图10-2 负载的功率因数可以用三表法测U 、I 、P 以后，再按公式P=cos =UIλϕ计算得到，也可以直接用功率因数表或相位表测出。

11kw电机功率因数摘要：1.电机功率因数简介2.11kw 电机功率因数的计算方法3.11kw 电机功率因数的影响因素4.提高11kw 电机功率因数的措施正文：电机功率因数是电机的一个重要参数，它反映了电机在运行过程中电能的有效利用程度。

在电机运行过程中，电能不仅会转化为机械能，还会转化为热能和电磁能等。

电机功率因数越高，说明电能转化为机械能的比例越高，电机的运行效率也越高。

对于11kw 电机，其功率因数的计算方法是：功率因数=（有功功率/视在功率）×100%。

其中，有功功率是指电机实际消耗的功率，视在功率是指电机在运行过程中所吸收的功率。

在实际计算过程中，还需要考虑电机的额定电压、额定电流等因素。

11kw 电机的功率因数受到许多因素的影响。

首先，电机的结构和材料会影响功率因数。

例如，电机的磁性材料、绕组材料和结构设计等都会影响电机的功率因数。

其次，电机的运行状态也会影响功率因数。

例如，电机的负载、运行速度和冷却条件等都会影响电机的功率因数。

为了提高11kw 电机的功率因数，可以采取以下措施：1.选择优质的磁性材料和绕组材料，优化电机的结构设计。

这样可以提高电机的磁性能和电性能，从而提高电机的功率因数。

2.合理控制电机的负载，避免过载和欠载运行。

这样可以保证电机的运行效率，从而提高电机的功率因数。

3.定期检查电机的运行状态，及时排除故障。

这样可以保证电机的正常运行，从而提高电机的功率因数。

4.采取有效的冷却措施，保证电机的正常散热。

这样可以防止电机过热，从而提高电机的功率因数。

总之，提高11kw 电机的功率因数需要从多方面入手，综合考虑电机的结构、材料、运行状态和冷却条件等因素。

第1章直流电路1、判断题1叠加原理只能用严寒计算电压电流，不能用来计算电路的功率。

（）答案:正确2电感元件在电路中不消耗能量，它是无功负荷。

（）答案:正确3所谓部分电路欧姆定律，其部分电路是指不含电源的电路。

（）答案:正确4纯电感负载功率因数为零，纯电容负载功率因数为1。

（）答案:错误5数个电流源并联时，其总电流不能用基尔霍夫电流定律求解。

（）答案:错误6直流电位差计是利用直流补偿原理制成的一种仪器。

（）答案:正确7两电容C1与C2串联，总电容减少了，总耐压值提高了。

（）答案:正确8电路中任一个节点处电流的代数和恒等于零。

（）答案:正确9从电容定义式C=Q/U知，当Q=0时，电容量必等于零。

（）答案:错误10等效电源定理只能用于线性变换。

（）答案:正确11电源的外特尾表示电源电势与输出电流的关系。

（）答案:正确12直流电位差计除了测量电压之外还可以测量电阻、电功率和电能。

（）答案:错误13“瓦特”和“千瓦”是电功的单位()。

答案:错误14金属导体的电阻R=U/I，说明电阻与通过电阻的电流成反比。

（）答案:错误15线性电路中的功率可以应用叠加原理来计算。

（）答案:错误16．直流电流为10A和正弦交流电流最大值为17.3A的两电流，在相同时间内分别通过阻值相同的两电阻的发热量是相等的。

（）答案:错误17在并联电路中，电阻的阻值越小，消耗功率越小。

（）答案:错误2、单选题1金属导体的电阻值随着温度的升高而（）。

A:增大B:减少C:恒定D:变弱答案:A2射极输出器的输出阻抗（），故常用在输出极。

A:较高B:低C:不高不低D:很高答案:B3实际电压源与实际电流源的等效互换，对内电路而言是（）。

A:可以等效B:不等效C:当电路为线性时等效D:当电路为非线性时等效答案:B4戴维南定理只适用于（）。

A:外部为非线性电路B:外部为线性电路C:内部为线性含源电路D:内部电路为非线性含源电路答案:C5电容器的电流I=CΔUC/Δt，当UC增大时，电容器为（）。

功率因数调整电费计算(2011-08-10 11:45:34)转载▼分类：供电营销业务标签：杂谈1 功率因数的标准值及其适用范围1.1 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；1.2 功率因数标准0.85，适用于100千伏安（千瓦）及以上的其他工业用户（包括社队工业用户），100千伏安（千瓦）及以上的非工业用户和100千伏安（千瓦）及以上的电力排灌站；1.3 功率因数标准0.80，适用于100千伏安（千瓦）及以上的农业用户和趸售用户，但大工业用户未划由电业直接管理的趸售用户，功率因数标准应为0.85。

2 功率因数的计算2.1 凡实行功率因数调整电费的用户，按用户每月实用有功电量和无功电量，计算月平均功率因数；2.2 凡装有无功补偿设备且有可能向电网倒送无功电量的用户，应随其负荷和电压变动及时投入或切除部分无功补偿设备。

电业部门并应在计费计量点加装带有防倒装置的反向无功电度表，按倒送的无功电量与使用无功电量两者的绝对值之和，计算月平均功率因数。

2.3 在计算转供户用电量、最大需量及功率因数调整电费时，应扣除被转供户、公用线路与变压器消耗的有功、无功电量。

但是被转供户如果不执行功率因数调整电费时，其有功无功电量都不扣除。

2.4 如该用户需要计算变、线损，计算功率因数的电量应包含变、线损电量。

2.5 功率因数的计算方式如下：实际功率因数=有功电量/（（有功电量平方+无功电量平方））开方3 功率因数调整电费的计算3.1 根据计算的功率因数，高于或低于规定标准时，在按照规定的电价计算出其当月电费后，再按照“功率因数调整电费表”所规定的百分数增减电费。

如用户的功率因数在“功率因数调整电费表”所列两数之间，则以四舍五入计算。

3.2对于变压器高压一点计量的用电客户，其无功电量考核点应在高压侧计量表计处，对于该变压器所供电的动力及照明用电，均应纳入功率因数计算，对于实行无功电量在变压器低压侧计量的，应对无功考核点以下的所有用电执行功率因数计算。

实验3-11 提高功率因数的研究在交流电路中，负载的电压和电流都有各自的相位，由此而产生了负载的功率因数的问题。

本实验将研究利用电容器提高感性交流电路的功率因数的方法，同时还可了解日光灯的工作原理和电路。

实验原理1．交流电路中电压和电流的分配在含有多个负载的交流电路中，各负载上的电流和电压都有各自的相位。

因此，电路中电流或电压在各个负载上的分配和直流电路相比差别很大。

图1 图2图1是两个交流负载1Z 、2Z 串联的电路，交流总电压U和分电压1U 、2U的关系（如图2）为：21U U U +=(1) 因此分电压的有效值1U 、2U 之和一般不等于总电压的有效值U ，即：21U U U +≠ (2)图3 图4图3是两个负载并联的电路，总电流和分电流间的关系也和上边类似（如图4），即：2121I I I I I I +≠+= (3)2．交流电路的功率和功率因数 设交流电路中某负载Z上的电压为()t V t V ωsin 0=，电流为()()ϕω+=t I t I sin 0，则该负载的瞬时电功率为：()()()()ϕωω+=⋅=t t I V t I t V t P sin sin 00(4)平均电功率： ϕϕcos cos 2100VI I V P == (5)其中20V V =、20I I =分别是电压、电流的有效值，而ϕcos 即为该负载的功率因数。

从供电的角度看，为了充分利用供电设备的供电能力，要求负载的功率因数越大越好，最好的情况是功率因数等于1，即负载的阻抗呈现纯电阻性。

3．如何提高电感电路的功率因数在电感性电路（例如日光灯电路或电动机电路）中，由于电流的相位落后于电压的相位，所以功率因数一般是很低的，即电源送出的电能中只有一小部分转化为有用的功。

可利用电容和电感的相反作用（在电容电路中电流的相位超前于电压），在电感性负载的两端并联一电容来提高功率因数，它的原理可用矢量图阐明。

图5图6 感性电路并联一个电容（如图5）后，它的总电流I和总电压U 间的相位差ϕ可以由矢量图（如图6）求得：112111211cos cos sin ϕϕϕϕϕI I tg I I I tg -=-= (6)其中1I 是通过L 的电流，2I是通过电容C 的电流。

第一章概述1电力系统：通过各级电压的电力线路，将发电厂、变电所、电力用户连接起来的一个整体，起着电能的产生、输送、分配和消耗的作用。

2电力网：在电力系统中，通常将输送、交换和分配电能的设备叫做电力网，它由变电所和各种不同电压等级的电力线路组成，可分为地方电力网、区域电力网、超高压远距离输电网三种类型。

3建立大型电力系统（联合电网）的优点：①可以减少系统的总装机容量②可以减少系统的备用容量③可以提高供电的可靠性④可以安装大容量的机组⑤ 可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。

4电力系统运行的首要任务是: 满足用户对供电可靠性的要求。

5电能质量：指电压、频率和波形的质量。

6变电所：联系发电厂和电力用户的中间环节，由电力变压器和配电装置组成，起着变换电压、分配和交换电能的作用。

7衡量电能质量的指标：①频率偏差（我国电力系统的额定频率是50Hz,正常允许偏差为正负0.2Hz ,当电网容量较小时，可以放宽到正负0.5Hz）②电压偏差③电压波动与闪变（电压波动是由负荷急剧变化引起的）④谐波（危害:使变压器和电动机的铁芯损耗增加，引起局部过热，同时振动和躁动增大，缩短使用寿命；使线路的的功率损耗和电能损耗增加，并有可能使电力线路出现电压谐振，从而在线路上产生过电压，击穿电气设备的绝缘；使电容器产生过负荷而影响其使用寿命；使继电保护及自动装置产生误动作；使计算电费用的感应式电能表的计量不准；对附近的通信线路产生信号干扰，从而使数据传输失真等）⑤三相不平衡（危害：三相不平衡电压或电流按对称分量法产生的负序分量会对系统中电气设备的运行产生不良影响。

例如使电动机产生一个反向转矩，从而降低了电动机的输出转矩，使电动机效率降低，同时使电动机的总电流增大，使绕组温升增高，加速绝缘老化，缩短使用寿命。

对于变压器，由于三相电流不平衡当最大相电流达到变压器额定电流时，其他两项电流均低于额定值，从而使其容量得不到充分利用。

对多相整流装置，三相电压不对称将严重影响多相触发脉冲的对称性，使整流设备产生更多的高次谐波，进一步影响电能质量。

平均功率因数功率因数是电力系统中非常重要的一个参数，它是指实际功率与视在功率之比，其取值范围在-1到1之间。

如果功率因数等于1，这意味着电流与电压完全同相位，电力系统的效率最高。

反之，如果功率因数低于1，这将会降低电力系统的效率，带来多种负面影响。

平均功率因数是电力系统的一个重要指标，它反映了整个系统的功率因数状态。

第一步：功率因数的定义功率因数是指实际功率与视在功率之比，其中实际功率指电路中的有功功率，视在功率指电路中的总功率，包括有功功率和无功功率。

当实际功率等于视在功率时，功率因数为1，此时电路中的电流与电压完全同相位。

第二步：功率因数的作用功率因数的作用十分重要，它不仅影响电力系统的效率，还会对其他方面造成影响。

在电力系统中，功率因数的低下会导致电厂发电功率的下降，同时也会引起线路的过载和变压器的过热。

此外，功率因数低下还会增加电力系统的电能损耗，使电费增加，降低设备的寿命，增加维修成本。

第三步：如何提高功率因数在电力系统中，可以通过多种方法来提高功率因数。

其中，最常用的方法是在电路中加入电容器。

由于电容器具有储存电能和释放电能的能力，它能够改变电路中的总电流相位，从而提高功率因数。

此外，提高电路的供电电压和使用高效率设备也是提高功率因数的有效方法。

第四步：平均功率因数的定义平均功率因数是指电力系统在一段时间内的平均功率因数。

在实际应用中，电力系统的功率因数会随着负载的变化而不断变化，因此需要对功率因数进行周期性的测量和分析，计算出系统在一段时间内的平均功率因数。

第五步：平均功率因数的计算方法计算平均功率因数的方法十分简单，只需要将一段时间内的所有功率因数相加，并除以总次数即可。

例如，在一个月的时间内，电力系统的功率因数分别为0.8、0.9、0.95和1，那么这个月的平均功率因数为（0.8+0.9+0.95+1）/4=0.9125。

总之，平均功率因数是电力系统的一个重要指标，它反映了系统在一段时间内的功率因数状态。