功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念
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功率因数名词解释功率因数(PowerFactor,简称PF)是反映电气负载与输入电源之间的有功功率关系的一个重要指标。
它表示的是真实的有效功率占电压乘以电流的总功率(即总功率因数)的百分比。
因此,功率因数可以衡量一台机器或设备的能效。
通常情况下,只要电压和电流均为相位差为零的正弦波形,则功率因数等于有功功率与无功功率之比。
这就意味着当有功功率等于无功功率时,功率因数等于1,当有功功率大于无功功率时,功率因数大于1,而当有功功率小于无功功率时,功率因数小于1。
功率因数也可用于表示电动机,变压器,电工线路等设备的电能损耗,以及提高系统负荷利用率的重要数据。
在电力系统中,一般认为,电力因数应在0.8左右为宜。
也就是说,用户应尽可能减少无功功率的损耗,以最大限度地提高系统的有效利用率。
间接功率因数也称为谐波功率因数,它反映的是电力设备的谐波电流影响。
正常情况下,电力网的整流电流是可以接受的,但是有时会出现谐波电流,这种电流会直接影响系统的运行效率,导致系统的电能损耗,因此,应采取措施抑制谐波,以提高电力系统的效率。
正反相位功率因数是指电力系统中每台负载机器或设备(特别是电机)的功率因数。
如果机器或设备的功率因数小于额定值,则说明有过载现象发生,这种情况是不利于机器或设备的寿命的。
因此,正反相位功率因数对于负载机器或设备的耐久性有着重要的作用。
总而言之,功率因数是衡量电动机,变压器,电工线路等设备的电能损耗的重要指标,它用来衡量电力系统的效率,提高系统利用率,减少电能损耗,改善机器或设备的寿命等等。
但是,应该指出的是,功率因数只是一个折衷的指标,它本身不能够解释出问题的原因,有时可能需要采用其他指标来确认机器或设备的故障原因。
另外,当系统的功率因数小于额定值时,要采取措施,以改善功率因数,避免系统出现故障或寿命缩短的情况。
本文对功率因数做了详细的介绍,从功率因数的释义,计算方法,及其与设备能效,电力效率和耐久性之间的关系等几个方面,以进一步理解功率因数的含义,以及如何提高系统能效和耐久性。
额定功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念2011-08-10 17:50转载自分享最终编辑老电工BG6RKO三相异步电动机的有功功率和额定功率的区别和联系:额定功率是电机运行在额定点输出的机械功率。
额定功率=sqrt(3)*额定电压*额定电流*功率因数*效率。
这是特指额定点。
视在功率=sqrt(3)*电压*电流。
有功功率=sqrt(3)*电压*电流*功率因数,这个有功功率是电机输入的电功率,它不同于视在功率是交流电压电流的相交差造成的,或者说是电机中的储能元件电感造成的。
效率是电机中的定转子铜损,铁损和机械损耗造成的,完全不同的概念。
无功功率没有功率损耗,只是有能量以磁场的形式储存在储能元件中,没有传递到机械功率输出,而效率的损耗全部转化成了热能,会使电机产生温升。
电动机从电网上吸收电能经过电磁感应定律的规定,变成电动机转子旋转,带动负载机械做功,这样就将电能转化成机械能。
电动机输出的能量为电动机的额定功率。
电动机运行时因线圈发热、轴承摩擦等很多损耗为电动机损耗。
将额定功率和所有的损耗加起来,就为电动机从电网中吸收的有功功率。
电动机将电能转化成机械能是离不开磁场的,磁场的建立就是靠电动机线圈通电形成的,那么形成磁场也需要能量,这部分的能量并没有转化成机械能和热能,相当于媒介,此部分能量为电动机的无功功率。
有功功率+无功功率=视在功率,注意:这可是矢量相加哟。
效率=额定功率÷有功功率×100%永远小于1一、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念1.有功功率:可以转化成其他形式能量(热、光、动能)的能量。
以P来表示,单位为W。
一般来说,有功功率是相对于纯阻性负载来说的。
2.无功功率:功率从能量源传递到负载并能反映功率交换情况的功率就是无功功率。
以Q来表示,单位为Var。
它的产生是由于感性负载、容性负载、以及电压和电流的失真。
这种功率可导致额外的电流损失。
电气(电工)行业40个专业术语详解电工的理论知识非常重要,理论知识可以在一定程度上指导实践经验,是电工发展的基础,当然了,做电工掌握一些电工行业的专业术语也是非常重要的!要不然和专业人员交流的时候不免会很尴尬!1•电流:导体内的自由电子或离子在电场力的作用下,有规律的流动叫作电流。
人们规定正电荷移动的方向为电流的正方向。
电流用字母I表示,单位为A。
2.电流强度:衡量电流强弱的物理量。
单位时间内通过导体截而积的电量即为电流强度,用字母I表示,习惯上简称为电流。
3.电流密度:在单位横截而积上通过的电流大小,称为电流密度。
单位为A/mm2o4.电位:在电场中,单位正电荷从a点移到参考点时,电场力所做的功,称为a点对参考点的电位。
进行理论研究时,常取无限远点作为电位的参考点;在实用工程中,常取大地作为电位的参考点。
电位的单位为V。
5.电动势:单位正电荷由低电位移向高电位时非静电力对它所做的功称为电动势。
用字母E表示,单位为V6,电阻:导体能导电,同时对电流有阻力作用,这种阻碍电流通过的能力称为电阻,用字母R或r表示,单位为Q。
7,电阻率:又称电阻系数。
是衡量物体导电性能好坏的一个物理量,用字母P表示,单位为Q・m。
其数值是指导体的长度为lm、截面积为lmm2的均匀导体在温度为20°C 时所具有的电阻值,即为该导体的电阻率。
8,电阻的温度系数:表示物质的电阻率随温度而变化的物理量,其数值等于温度每升高1°C时,电阻率的变化量与原来的电阻率的比值,用字母d表示,单位为1/°C。
9,电导:物体传导电流的本领叫电导。
电阻值的倒数就是电导,用字母G表示,单位为S(西门子)o10,电导率:又叫电导系数。
是衡量物质导电性能好坏的一个物理量。
其数值大小是电阻率的倒数。
用字母丫表示,单位为S/m(西/米)。
11,自感:当闭合回路中的电流发生变化时,由这个变化电流所产生的、穿过回路本身的磁通随之发生变化,在这回路中将产生感生电动势,这种现象称为自感现象。
功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念功率因数、峰值因数和浪涌系数经常用来表述UPS的性能。
功率因数:功率是描述能量传输的参数,直流系统中,功率就是电压与电流的乘积。
交流系统中,功率就不是这样一个简简单单的乘积,系统中一部分电流并没有提供给负载,我们称之为谐波电流。
由此产生视在功率(VA),大于有功功率。
视在功率与有功功率之间存在的系数就是功率因数。
考虑到这一点,我们用伏安(VA)来表述视在功率,而用瓦特(W)来表述有功功率。
线形负载的视在功率与有功功率无甚差别,但是对于很多负载来说两者之间的差别很大。
计算机设备的功率因数一般为0.65,这就意味着视在功率比有功功率大将近50%。
IT类设备,例如服务器,路由器,HUB,存储设备等,电源部分由于采用了功率因数矫正设计,对于电网来说,它们近似于线形负载。
相对于日光灯、电机等负载来说,这种负载较为清洁,产生较少的谐波电流。
电池运行时间和UPS的有功功率有关系,但是,很多厂家在注明电池在满载下的运行时间时都标明伏安,而不是瓦特。
例如,一台10K的UPS满载下可以运行20分钟,在负载功率因数为0.65的前提下,负载量满载时只有6500W,而此UPS有功功率为9000W,这就意味着实际负载量为6500/9000,即72%。
而20分钟的运行时间在实际以瓦特为单位的满负载下就不足20分钟。
为了避免造成这种误解,机器的运行时间参数应该以瓦特而不是伏安为基础。
峰值因数:是指电流峰值与平均值的比率,大部分电气设备的峰值因数为1.4,PC机峰值因数为2至3。
若负载的峰值因数大于1.4,前端供电设备必须提供负载所需要的峰值电流,否则供电设备的输出电压波形会产生失真。
负载峰值因数因前端供电设备的不同而有差异,甚至当负载从一个输入插口移到另一个插口时,峰值因数也会有所变化。
目前大家普遍认为峰值因数是计算机负载所固有的,而实际上,它是负载与电源相互作用的结果。
功率因数概念功率因数(Power Factor)是电力系统中一个非常重要的概念。
它是用来衡量交流电路中的有用功率与总功率之间的比例关系的。
在电气工程中,功率因数对于电力系统的稳定性、效率和功率质量都有着非常重要的影响。
本文将从功率因数的定义、计算方法、影响因素、改善方法以及在电力系统中的应用等方面对功率因数进行深入探讨。
一、定义功率因数可以用来描述交流电路中的有用功率和视在功率之间的关系。
在交流电路中,有用功率是指能够做真正功耗的功率,而视在功率是指在交流电路中同时考虑了有用功率和无用功率(即无功功率)的综合功率。
功率因数可以用如下公式来表示:功率因数=有用功率/视在功率其中,有用功率的单位是瓦特(W),视在功率的单位也是瓦特(VA)。
功率因数是一个无量纲的数值,它的取值范围是0到1。
当功率因数等于1时,表示有用功率和视在功率完全匹配,此时电路的功率因数是理想的;而当功率因数小于1时,表示有用功率和视在功率之间存在一定的差异,此时电路的功率因数是不理想的。
二、功率因数的计算方法在实际的工程应用中,计算功率因数的方法有多种。
下面介绍几种常用的计算方法:1.余弦法:这是最常见的一种计算方法,它利用三角函数余弦的定义来计算功率因数。
具体计算公式如下:功率因数=有用功率/ (电压*电流)其中,有用功率的单位是瓦特(W),电压的单位是伏特(V),电流的单位是安培(A)。
2.直角坐标法:这是另一种常见的计算方法,它利用了复数的运算来表示功率因数。
具体计算公式如下:功率因数=有用功率/ (电压*电流)其中,有用功率的单位是瓦特(W),电压的单位是伏特(V),电流的单位是安培(A)。
3.矢量法:这是一种直观、准确的计算方法,它利用了矢量的几何性质来表示功率因数。
具体计算公式如下:功率因数=有用功率/ (电压*电流)其中,有用功率的单位是瓦特(W),电压的单位是伏特(V),电流的单位是安培(A)。
通过以上的计算方法,可以得到电路的功率因数的具体数值。
用电设备需要系数
使用电器设备需要考虑以下几个因素:
1. 功率系数:功率系数是指设备实际使用的有功功率与视在功率之比。
有功功率是指设备实际消耗的电能,而视在功率是指设备所需的电能。
功率系数可以反映设备的能效,值越接近1,表示设备能效越高。
2. 耗能系数:耗能系数是指设备实际消耗的电能与设备额定功率之比。
耗能系数可以反映设备的能耗水平,值越低,表示设备能耗越低。
3. 负载系数:负载系数是指设备实际使用的电能与设备额定功率之比。
负载系数可以反映设备的负载情况,值越接近1,表示设备负载越高。
4. 可靠性系数:可靠性系数是指设备的可靠性水平,即设备在使用过程中的稳定性和故障率。
可靠性系数越高,表示设备故障率越低。
5. 安全系数:安全系数是指设备的安全性能,包括电气安全、防火安全、防爆安全等方面。
安全系数越高,表示设备的安全性能越好。
需要注意的是,不同类型的电器设备可能需要考虑的系数不同,具体需根据设备的特点和使用环境来确定。
用电峰值系数一、什么是电峰值系数电峰值系数(Peak Load Factor)是指电力系统在某一时间段内的最高负荷与该时间段内的平均负荷之比,通常用于评估电力系统的负荷特性和运行效率。
它是一个重要的指标,可以帮助电力公司制定合理的供电计划和优化调度方案,从而提高供电可靠性和经济效益。
二、如何计算电峰值系数计算电峰值系数需要知道某一时间段内的最高负荷和平均负荷。
最高负荷通常是在一天中出现的最大功率需求,可以通过实时监测或历史数据分析得到。
平均负荷则是该时间段内总用电量除以时间长度得到。
将最高负荷除以平均负荷即可得到该时间段内的电峰值系数。
三、为什么要关注电峰值系数1. 评估供电能力:通过对不同时间段的电峰值系数进行比较,可以了解供电系统在不同条件下的承载能力和稳定性。
2. 优化调度方案:根据不同季节、不同地区、不同用户群体等因素,制定合理的供电计划和调度方案,以提高电峰值系数和降低成本。
3. 节约能源:通过调整用电习惯、采用节能措施等方式,可以减少最高负荷的出现频率和程度,从而降低电峰值系数和节约能源。
四、影响电峰值系数的因素1. 天气条件:气温、湿度、风速等天气因素会直接影响人们的用电需求,从而影响最高负荷的大小。
2. 时间段:不同时间段的用电需求也有所不同。
例如,在夏季炎热时段,人们通常会使用空调等大功率设备,导致最高负荷增加。
3. 用户群体:不同用户群体对电力系统的负荷也有所不同。
例如,商业用电通常集中在白天工作时间段内,而居民用电则更为分散。
4. 供电设备:供电系统中各种设备的运行状态和性能也会影响最高负荷的大小和稳定性。
五、如何提高电峰值系数1. 加强供需平衡管理:通过优化调度方案、合理规划输配电设施等方式,保证供电系统的稳定性和可靠性。
2. 推广节能减排:通过宣传教育、实施政策、推广技术等方式,鼓励用户采取节能措施,降低用电峰值和总用电量。
3. 发展智能电网:利用新一代信息技术,建立智能化的电力系统,实现供需动态平衡和优化调度管理。
功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念已发布2009/04/23 03:01 下午 | 已更新2009/05/04 04:22 下午 | 解答ID 9867功率因数、峰值系数、浪涌系数的概念功率因数、峰值因数和浪涌系数经常用来表述UPS的性能。
功率因数:功率是描述能量传输的参数,直流系统中,功率就是电压与电流的乘积。
交流系统中,功率就不是这样一个简简单单的乘积,系统中一部分电流并没有提供给负载,我们称之为谐波电流。
由此产生视在功率(VA),大于有功功率。
视在功率与有功功率之间存在的系数就是功率因数。
考虑到这一点,我们用伏安(VA)来表述视在功率,而用瓦特(W)来表述有功功率。
线形负载的视在功率与有功功率无甚差别,但是对于很多负载来说两者之间的差别很大。
计算机设备的功率因数一般为0.65,这就意味着视在功率比有功功率大将近50%。
IT类设备,例如服务器,路由器,HUB,存储设备等,电源部分由于采用了功率因数矫正设计,对于电网来说,它们近似于线形负载。
相对于日光灯、电机等负载来说,这种负载较为清洁,产生较少的谐波电流。
电池运行时间和UPS的有功功率有关系,但是,很多厂家在注明电池在满载下的运行时间时都标明伏安,而不是瓦特。
例如,一台10K的UPS满载下可以运行20分钟,在负载功率因数为0.65的前提下,负载量满载时只有6500W,而此UPS有功功率为9000W,这就意味着实际负载量为6500/9000,即72%。
而20分钟的运行时间在实际以瓦特为单位的满负载下就不足20分钟。
为了避免造成这种误解,机器的运行时间参数应该以瓦特而不是伏安为基础。
峰值因数:是指电流峰值与平均值的比率,大部分电气设备的峰值因数为1.4,PC 机峰值因数为2至3。
若负载的峰值因数大于1.4,前端供电设备必须提供负载所需要的峰值电流,否则供电设备的输出电压波形会产生失真。
负载峰值因数因前端供电设备的不同而有差异,甚至当负载从一个输入插口移到另一个插口时,峰值因数也会有所变化。
目前大家普遍认为峰值因数是计算机负载所固有的,而实际上,它是负载与电源相互作用的结果。
负载的峰值因数数值取决于电网的电压波形,在电源设备输出电压波形为纯正弦波的前提下,没有输入功率因数矫正设计的负载的峰值因数一般为2到3,在电源设备输出电压波形为阶梯波的前提下,此种负载设备的峰值因数一般为1.4至1.9。
SU机型在带满载时峰值因数为3,带半载时峰值因数为4,1/4负载时峰值因数为8,BK类产品满载时峰值因数为1.6,半载时为2。
浪涌系数:此参数经常会和UPS系统中所采用的浪涌抑制相混淆。
浪涌系数与UPS的瞬间过载能力有关,是用来表述UPS应对负载启动时产生的瞬间启动电流的数值。
电机、压缩机等负载浪涌系数较大。
对于计算机类负载来说,浪涌系数是机器正常工作时消耗能量的1.15倍,对于磁盘阵列等负载来说,此数值为正常工作时所消耗能量的1.5倍。
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功率因数的大小与电路的负荷性质有关,如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1,一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。
功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。
功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。
功率因数低,说明电路用于交变磁场转换的无功功率大,从而降低了设备的利用率,增加了线路供电损失。
所以,供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。
编辑本段要求(1) 最基本分析拿设备作举例。
例如:设备功率为100个单位,也就是说,有100个单位的功率输送到设备中。
然而,因大部分电器系统存在固有的无功损耗,只能使用70个单位的功率。
很不幸,虽然仅仅使用70个单位,却要付100个单位的费用。
(使用了70个单位的有功功率,你付的就是70个单位的消耗)在这个例子中,功率因数是0.7 (如果大部分设备的功率因数小于0.9时,将被罚款),这种无功损耗主要存在于电机设备中(如鼓风机、抽水机、压缩机等),又叫感性负载。
功率因数是马达效能的计量标准。
(2) 基本分析每种电机系统均消耗两大功率,分别是真正的有用功(叫kw)及电抗性的无用功。
功率因数是有用功与总功率间的比率。
功率因数越高,有用功与总功率间的比率便越高,系统运行则更有效率。
(3) 高级分析在感性负载电路中,电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。
两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。
功率因数越低,两个波形峰值则分隔越大。
编辑本段对于功率因数改善电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等,大多属于电感性负荷,这些电感性的设备在运行过程中不仅需要向电力系统吸收有功功率,还同时吸收无功功率。
因此在电网中安装并联电容器无功补偿设备后,将可以提供补偿感性负荷所消耗的无功功率,减少了电网电源侧向感性负荷提供及由线路输送的无功功率。
由于减少了无功功率在电网中的流动,因此可以降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成的电能损耗,这就是无功补偿的效益。
无功补偿的主要目的就是提升补偿系统的功率因数。
因为供电局发出来的电是以KVA 或者MVA来计算的,但是收费却是以KW,也就是实际所做的有用功来收费,两者之间有一个无效功率的差值,一般而言就是以KVAR为单位的无功功率。
大部分的无效功都是电感性,也就是一般所谓的电动机、变压器、日光灯……,几乎所有的无效功都是电感性,电容性的非常少见。
编辑本段三者关系也就是因为这个电感性的存在,造成了系统里的一个KVAR值,三者之间是一个三角函数的关系:〖K_va〗^2=〖K_w〗^2+〖K_var〗^2 一种有源功率因数校正电路简单来讲,在上面的公式中,如果今天的KVAR的值为零的话,KVA就会与KW 相等,那么供电局发出来的1KVA的电就等于用户1KW的消耗,此时成本效益最高,所以功率因数是供电局非常在意的一个系数。
用户如果没有达到理想的功率因数,相对地就是在消耗供电局的资源,所以这也是为什么功率因数是一个法规的限制。
目前就国内而言功率因数规定是必须介于电感性的0.9~1之间,低于0.9时需要接受处罚。
编辑本段好处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。
举例而言,将1000KVA变压器之功率因数从0.8提高到0.98时:补偿前:1000×0.8=800KW 补偿后:1000×0.98=980KW 同样一台1000KVA的变压器,功率因数改变后,它就可以多承担180KW的负载。
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。
此外,有些电力电子设备如整流器、变频器、开关电源等;可饱和设备如变压器、电动机、发电机等;电弧设备及电光源设备如电弧炉、日光灯等,这些设备均是主要的谐波源,运行时将产生大量的谐波。
谐波对发动机、变压器、电动机、电容器等所有连接于电网的电器设备都有大小不等的危害,主要表现为产生谐波附加损耗,使得设备过载过热以及谐波过电压加速设备的绝缘老化等。
并联到线路上进行无功补偿的电容器对谐波会有放大作用,使得系统电压及电流的畸变更加严重。
另外,谐波电流叠加在电容器的基波电流上,会使电容器的电流有效值增加,造成温度升高,减少电容器的使用寿命。
谐波电流使变压器的铜损耗增加,引起局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热等。
谐波污染也会增加电缆等输电线路的损耗。
而且谐波污染对通讯质量有影响。
当电流谐波分量较高时,可能会引起继电保护的过电压保护、过电流保护的误动作。
因此,如果系统量测出谐波含量过高时,除了电容器端需要串联适宜的调谐(detuned)电抗外,并需针对负载特性专案研讨加装谐波改善装置。
编辑本段改善电能质量的理由为什么说提高用户的功率因数可以改善电压质量?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。
如果110KV以下的线路,其电压损失可近似为:△U=(PR+QX)/Ue 其中:△U-线路的电压损失,KV Ue--线路的额定电压,KV P--线路输送的有功功率,KW Q--线路输送的无功功率,KVAR R—线路电阻,欧姆X--线路电抗,欧姆由上式可见,当用户功率因数提高以后,它向电力系统吸取的无功功率就要减少,因此电压损失也要减少,从而改善了用户的电压质量。
在直流电路里,电压乘电流就是有功功率。
但在交流电路里,电压乘电流是视在功率,而能起到作功的一部分功率(即有功功率)将小于视在功率。
有功功率与视在功率之比叫做功率因数,以COSΦ表示,其实最简单的测量方式就是测量电压与电流之间的相位差,得出的结果就是功率因数以下无正文仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。
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