提高功率因数的意义及方法
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提高功率因数的意义和方法一、提高功率因数的意义1.充分利用供电设备的容量,使同样的供电设备为更多的用电器供电每个供电设备都有额定的容量,即视在功率S UI =。
供电设备输出的总功率S 中,一部分为有功功率cos P S ϕ=,另一部分为无功功率sin Q S ϕ=。
ϕcos 越小,电路中的有功功率cos P S ϕ=就越小,提高ϕcos 的值,可使同等容量的供电设备向用户提供更多的功率。
因此,提高供电设备的能量的利用率。
例(补1) 一台发电机的额定电压为220V ,输出的总功率为4400kV ·A 。
试求:(1)该发电机能带动多少个220V ,,ϕcos =的用电器正常工作(2)该发电机能带动多少个220V ,,ϕcos =的用电器正常工作解:(1)每台用电器占用电源的功率:11 4.48.8()cos 0.5N P S kV A ϕ===台台 该发电机能带动的电器个数:331440010500()8.810N S n S ⨯===⨯电源台台(2)每台用电器占用电源的功率:1 4.45.5()cos 0.8N P S kV A ϕ===台1台该发电机能带动的电器个数:331440010800()5.510N S n S ⨯===⨯电源台台 可见,功率因数从提高到,发电机正常供电的用电器的个数即从500个提高到800个,使同样的供电设备为更多的用电器供电,大大提高供电设备的能量利用率。
2.减少供电线路上的电压降和能量损耗我们知道,cos P IU ϕ=,/(cos )I P U ϕ=,故用电器的功率因数越低,则用电器从电源吸取的电流就越大,输电线路上的电压降和功率损耗就越大;用电器的功率因数越高,则用电器从电源吸取的电流就越小,输电线路上的电压降和功率损耗就越小。
故提高功率因数,能减少供电线路上的电压降能量损耗。
例(补2) 一台发电机以400V 的电压输给负载6kW 的电力,如果输电线总电阻为1Ω,试计算: (1).负载的功率因数从提高到时,输电线上的电压降可减小多少 (2).负载的功率因数从提高到时,输电线上一天可少损失多少电能解:(1)cos ϕ=时,输电线上的电流3161030()cos 4000.5P I A U ϕ⨯===⨯ 输电线上的电压降1130130()U I R V ∆==⨯=cos ϕ=时,输电线上的电流3261020()cos 4000.75P I A U ϕ⨯===⨯ 输电线上电压降减小的数值:12302010()U U U V ∆=∆-∆=-=(2) cos ϕ=时输电线上的电能损耗:2211301900()W I R W ==⨯=损cos ϕ=时输电线上的电能损耗:222201400()W I R W ==⨯=2损输电线上一天可少损失的电能(900400)2412000()12()W W h ∆=-⨯==度二、提高功率因数的方法1.合理选用电器设备及其运行方式a. 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;b. 调整负荷,提高设备的利用率,减少空载、轻载运行的设备;c. 对负载有变化且经常处于轻载运行状态的电动机,采用Y ∆—自动切换方式运行。
功率因数的重要性和提高功率因数的方法功率因数是衡量企业供电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标之一,通常使用cosφ表示,我们可以用以下几项来介绍功率因数的重要性,及提高功率因数的方法。
1 有功功率和无功功率企业的用电设备大部分都用电磁感应原理来工作的,比如:变压器、电焊机、电磁感应式电动机等等,它们都是靠电能转化成电磁能再转化为电能或机械能来实现的能量转换,这样,用电设备就必须从电网上吸收两种能量,一部分能量用于做功,即前边提到得机械能或热能,这部分能量大部分是为了满足生产和生活的需要,称为有功功率。
另一部分能量用来产生交变磁场,它是变压器、电焊机或电感线圈形成能量转换和传输的介质,没有了磁场,就没有了传输能量的介质,从而使能量只能在电源或用电设备内部消耗,而不能对外传输,不能对外做功,这部分功率叫做无功功率。
无功,顾名思义就是无用功,其实它并不是没有用,没有它,任何能量都只能自己消耗,不能传输,然而它确实在能量转换的过程中没有转换成其它能量,所以叫作无功功率。
有功功率和无功功率都是电能运用所必须的,若有功功率不足,就不能满足用电负荷的需要,会将电网电压拉低,系统发电机的转速变慢,发电频率降低,影响用电质量,威胁发电厂和各用电设备的安全。
若无功功率不足,系统电压也会降低,电流将会升高,电机过流过热,会导致用电设备绝缘破坏,甚至烧毁。
2 功率因数功率因数是衡量企业供电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标之一,通常使用cosφ表示。
一个供电设备的供电容量通常是用视在功率表示,字面意思就是我们所能看到的功率,即表见功率,但不是真实功率,它的真实功率是由视在功率和功率因数的乘积决定的。
所以说功率因数是一个非常重要的供电指标,而视在功率是由有功功率的平方与无功功率的平方和,开跟号得到的。
视在功率确定后,有功功率分量高就称为功率因数高,有功功率分量低就称为功率因数低,有功功率和无功功率都是靠发电机发出的,然而用电设备所需要的功率会因设备的感性和容性不同而不同,当用电设备是感性时,用电设备的电压会超前电流90°;当用电设备是容性时,电流超前电压90°,两个分量将在一条直线上,但方向相反,用电设备中感性的居多,所以这就需要一个容性的负荷进行无功补偿了。
第七章三相交流电路采用并联电容器的方法提高功率因数时,须注意以下几点:(1)并联电容器之后,对原感性负载的工作状态没有任何影响。
这里所谓的功率因数提高,是指包括电容器在内的整个电路的功率因数比单独的感性负载的功率因数提高了。
(2)线路电流的减小是电流的无功分量减小的结果,而电流的有功分量并没有改变。
第七章三相交流电路实际生产中,电力系统一般都采用低压集中补偿的方式。
第七章三相交流电路采用并联电容器补偿功率因数时,并不要求把功率因数提高到1,而是0.9以上就可以了。
因为若将功率因数提高到1,容易发生并联谐振,导致供电线路的损坏。
第七章三相交流电路课堂小结 1.提高功率因数的意义是:(1)充分利用电源设备的容量。
(2)减小输电线路上的能量损失。
2.提高功率因数的措施有:(1)提高用电设备本身的功率因数。
(2)在感性负载两端并联适当容量的电容器。