功率因素与节能

电阻功率知识点总结

电阻功率的定义

在电路中，电阻功率指的是电流通过电阻器时产生的热量，也就是电阻所消耗的能量。电阻功率的单位是瓦特（W），它表示单位时间内消耗的能量。计算电阻功率的公式是P=I^2R，其中P为功率，I为电流，R为电阻。

在电路中，电阻功率是电能转换成热能的过程，当电流通过电阻器时，由于电阻器的阻值限制了电流的流动，产生了电阻功率。这样，电路中的电阻器就会发热，将电能转化为热能，所以电阻功率也被称为热功率。

电阻功率的影响因素

电阻功率的大小取决于电流的大小和电阻器的阻值。当电流增大时，电阻功率也会增大；当电阻器的阻值增大时，电阻功率也会增大。根据功率公式P=I^2R，可以看出电阻功率与电流的平方成正比，与电阻值成正比。

电阻功率的计算

计算电阻功率需要先测量电路中的电流和电阻器的阻值，然后代入功率公式P=I^2R进行计算。在实际应用中，可以通过电流表和电压表测量电路中的电流和电压，然后根据欧姆定律计算电阻器的阻值，再代入功率公式进行计算。

电阻功率的应用

电阻功率的理论和应用非常广泛，下面介绍一些常见的应用：

1. 电阻器发热

电阻器在电路中发生电阻功率，导致电阻器发热。这种发热效应在许多电器和电路中都有应用，例如暖风机、电炉、电热水壶等电器都是利用电阻功率发热的原理。

2. 电路安全设计

在设计电路时，需要考虑电阻功率对电路的影响，特别是在高功率的电路中，需要保证电阻器的散热能力足够强，以免发生过载或烧毁的情况。

3. 系统能量消耗

在电路系统设计中，需要考虑电阻功率对系统的能量消耗，合理设计电路结构可以减少能量损耗，降低系统的能耗。

4. 热能利用 电阻功率可以转化成热能，利用电阻功率发热原理，可以设计一些热能利用系统，如电暖气、电热水器等，将电能转化为热能，为生活和工业生产提供热能。

5. 电路效率优化

在电路系统设计中，可以通过合理控制电流和电阻值，优化电路的功率分配和效率，达到更加节能和高效的电路设计。

＿Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ＆Ｐｒａｃｔｉｃｅ　

提高生产企业电网功率因数实现节能增效　

陈继和　陆海鹏　杨夕林　

（１．大庆中蓝石化有限公刊；２．大庆油田电力集团电力　程没计院）　

摘要　在供电过程中，用户功率因数的高低，直接关系到电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供电质量　介绍了大庆中蓝石化有限公司通过对影响企业电网功率因　

数的主要因素以及无功补偿方式的分析，采用安装并联移相电容器组的方式进行功率因数补偿，　

补偿后功率因数从ｆ）．８７提高到０．９５，每年减少线损２３０　Ｘ…　ｋＷ・ｈ，节约电费１．４２６　Ｘ　１０　元。　

关键词　功率因数移相电容器节约电能线损　

Ｄ０Ｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉ　ｓｓｎ．２０９５—１４９３．２０１１．０５．Ｏ１４　

功率因数是指电网传输负荷有功功率的百分　

比。在电网的运行中，希望功率因数越大越好，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，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。　

因此，对于用电企业，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，而且能够有效地减少电能损失，降低　

企业生产成本，其社会效益及经济效益都会非常　

显著。　

１　影响功率因数的主要因素　

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；当有功功率一定时，如减少无功功率，则功率　

因数便能够提高；在极端情况下，当无功功率为０　

时，则其功率因数为１；因此，提高功率因数的实　

质就是减少用电设备的无功功率需要量…。下面就　

影响功率因数的主要因素进行介绍分析。　

（１）异步电动机和电力变压器是耗用无功功率　

功率因数

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， 增加了线路供电损失，因此供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。 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

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目录

1 基本介绍

2 具体分析

3 主要特点

4 相关资料

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1 基本介绍

2 具体分析

2.1 基本分析

2.2 高级分析

3 主要特点

4 相关资料

4.1 对于功率因数改善

4.2 三者关系

4.3 如何提高功率因素

1 基本介绍

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。

2 具体分析

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。

2.1 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。

许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。

在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：

cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2

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。

1 影响功率因数的主要因素

(1)大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。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。

(2)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。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期处于低负载运行状态。

(3)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。

2 无功补偿的一般方法

无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。下面简单介绍这3种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。