功率因数
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什么是功率因素
一般用电器在电流通过的时候会消耗一定的电能来转化为其他形式的能，而所消耗的电能包含两部分，一部分为用电器实际使用到的（有功），一部分为用电器使用过程中在其他方面消耗了（无功）。
而功率因素就是有功占视在功率（有功2＋无功2）的百分比，可见功率因素对于一般的导体来说不会等于1的，功率因素越大，电功的有效使用率就越高。
什么是功率因数
(1) 最基本回答：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。
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)基本回答：每种电机系统均消耗两大功率，分别是真正的有用功(叫千瓦)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)高级回答：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（电流滞后电压）。
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。
保尔金能使两个峰值重新接近在一起，从而提高系统运行效率。
如何计算功率因数
在交流电路中，电压与电流之间的相位差（∮）角的余弦称为功率因数，用COS∮表示，在数值上等于有功功率和视在功率之比，或电阻与阻抗之比。
即 COS∮＝P/S=P/(U×I)=(I2R)/(U×I)=R/Z
平均功率因数＝有功功率/（有功功率2＋无功功率2 ）↑1/2＝有功功率/视在功率
提高电机功率因数问题
对于3相电动机：P＝√3UIcosφ
所以功率因素从0.8提高到0.9，出力提高0.1UI√3
其它：
感应电动机的功率因数有两种，即自然功率因数和总功率因数。
自然功率因数就是设备本身固有的功率因数，其值决定于本身的用电参数(如：结构，用电性质等)。
倘若自然功率因数偏低，不能满足标准和节约用电的要求，就需设置人工补偿装置来提高功率因数，这时的功率因数叫总功率因数。
由于设置人工补偿装置需增加很多投资，所以提高电动机自然功率因数是首要的任务。
在农网中消耗无功功率比重最多的是感应电动机，约占60%以上，因此，研究如何提高农网中电动机的自然功率因数，减少输送的无功负荷，降损节能，提高运行效率，很有必要。
本文拟探讨这个问题。
1严格控制电动机容量，提高设备负载率，达到合理运行
(1) 合理选用电动机容量，提高自然功率因数和效率，降低功率损失。
"大马拉小车"、轻载和空载运行情况，造成电动机自然功率因数偏低，耗用无功比例较大，损失电能增加。
因此，合理选择电动机容量，使之与机械负载功率相匹配，提高电动机的负载率，是改善其自然功率因数的主要方法之一。
电动机的负载率与功率因数的关系如表1所示：
表1
负载率：0 0.25 0.5 0.75 1
cosф ：0.2 0.5 0.77 0.85 0.88
由表1可知，随着负载率的提高，电动机自然功率因数也就提高了，也就是说，合理选择电动机容量，能提高其功率因数，达到节约电能之目的。
电动机当其处于最佳负载率状态下运行时，其效率最高，
自然功率因数最大。
(2)合理使用电动机，提高自然功率因数和效率，降低功率损失。
可以对轻负荷电动机容量下调，即将负荷不足的大容量电动机进行替换。
当电动机的负载率kfz＜40%时，可以调换：当40%＜kfz＜70%时，则需通过技术经济比较后，再做决定，其主要判定条件是：
“ΔPd1-ΔPd2＞0”式中ΔPd1-原有电动机的有功损失，kW ；ΔPd1-替换电动机的有功损失，kW
2 对轻负荷电动机实行降压运行，提高自然功率因数和效率，降低功率损失
当负载系数kfz＜50%时，应对电动机采用降压运行，具体做法是将定子绕组由Δ改接为Y接线。
不同负载率改接前后效率和功率因数的变化，当电动机负载系数kfz＜0.5时，由Δ改变Y接线降压运行后，可提高电动机的自然功率因数和效率，达到降低电能损耗的目的。
由于农网中绝大部分是小容量轻载异步电动机，故此法很适于农网中使用。
3 低压网络电能(功率)损失的降低
由于异步电动机自然功率因数的提高，可以减少低压网络中输送的无功负荷，从而降低其电能损失。
参考资料：/forum/content/1796_451424_1.htm
怎样提高功率因数
有功功率和视在功率的比叫功率因数。
提高功率因数的意义：①可减少有功损失；②减少电力线路的电压损失，改善电压质量；③可提高设备利用率；④可减少输送同容量有功的电流，因而可使线路及变电设备的容量降低。
提高功率因数的方法有：①提高自然功率因数，包括合理选择电器设备．避免变压器轻载运行，合理安排工艺流程，在条件允许的情况下尽量使用同步电动机；②通过人工补偿提高功率因数、最常用的是并联电容器补偿。
并不是经补偿后的功率因数越高越好，因为补偿装置消耗有功发出无功，随着补偿容量的增加，其有功损耗也增加，初投资增大。
就经济运行角度而言，补偿后的功率因数过高或过低均会使总功率损耗增加；若补偿功率因数恰当，能使总有功损耗最小，此时的补偿容量及功率因数称为按经济运行原则确定的补偿容量及功率因数。
视在功率:在具有电阻和电抗的交流电路中，电压有效值与电流有效值的乘积值，称为"视在功率"，
它不是实际做功的平均值，也不是交换能量的最大功率，只是在电机或电气设备设计计算较简便
的方法。
用字母Ps来表示，单位为瓦特。
关系:视在功率的平方=有功功率的平方+无功功率的平
方
有功功率----又叫平均功率。
交流电的瞬时功率不是一个恒定值，功率在一个周期内的平均值叫做有功功率，它是指在电路中电阻部分所消耗的功率，以字母P表示，单位瓦特。
无功功率----在具有电感和电容的电路里，这些储能元件在半周期的时间里把电源能量变成磁场（或电场）的能量存起来，在另半周期的时间里对已存的磁场（或电场）能量送还给电源。
它们只是与电源进行能量交换，并没有真正消耗能量。
我们把与电源交换能量的速率的振幅值叫做无功功率。
用字母Q表示，单位为乏。
功率因数----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。
它们有以下关系：(黑体字表示向量形式！！！！！！）
Ps=P+jQ=UI P=UIcosφ Q=UIsinφ Cosφ= P/Ps。
