什么是功率因数?功率因数过低会造成哪些后果?怎样提高功率因数?

2024-11-29 23:30:49
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回答1:

一、功率、功率因数
1、有功功率:在直流电路中,从电源输送到电器(负载)的电功率,是电压与电流的乘积,也就是
电器实际所吸收的功率。在交流电路中,由于有电阻和电抗(感抗和容抗)的同时存在,所以电源输送到
电器的电功率并不完全做功。因为其中有一部分电功率(电感和电容所储的电能)仍能回输到电源,因此,
实际为电器所吸收的电功率叫有功功率。用字母 P 表示。国际单位瓦,用字母 W 表示。通常有功功率的
单位用千瓦,用字母 KW 表示。
2、无功功率:电感和电容所储的电能仍能回输到电源,这部分功率在电源与电抗之间进行交换,交
换而不消耗,称为无功功率。用字母 Q 表示,国际单位乏,用字母 var 表示。通常无功功率的单位用千乏,
用字母 Kvar 表示。
3、感性无功功率:接在电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的。例如:通过磁场,变压
器才能改变电压并将能量送出去, 电动机才能转动并带动机械负荷。 磁场所具有的磁场能是由电源供给的。
电动机和变压器在能量转换过程中建立交变磁场,在一个周期内吸收和释放的功率相等,这种功率叫感性
无功功率。
4、容性无功功率:电容器在交流电网中接通后,在一个周期内,上半周期的充电功率与下半周期的
放电功率相等,不消耗能量,电容器的这种充放电功率叫容性无功功率。
5、视在功率:在交流电路中,如负载是纯电阻,电压和电流是同相位,那么电压和电流的乘积就是
有功功率,但在有电感或电容的电路中,电压和电流有着相位差,所以电压和电流的乘积并不是负载电路
实际吸收的电功率,而叫做视在功率。用字母 S 表示,国际单位伏安,用字母 VA 表示。通常视在功率的
单位用千伏安,用字母 KVA 表示。
6、功率因数:有功功率与视在功率的比值。用 cosΦ表示,它是没有单位的。cosΦ=P/S
二、
提高功率因数的意义
1、 由功率三角形可以看出,在一定的有功功率下,当用电企业 cosΦ越小,其视在功率也越大,为满
足用电的需要,供电线路和变压器的容量也越大,这样,不仅增加供电投资,降低设备利用率,
也将增加线路网损。
2、 负载的功率因数低,对电力系统不利。
(1) 负载的功率因数过低,供电设备的容量不能充分利用。
例如:一台容量为 60KVA 的单相变压器,设它在额定电压,额定电流下运行,在负载的功率因
数等于 1 时,它传输的有功功率 P=60×cosΦ=60KW,它的容量得到充分利用,负载的 cosΦ=0.8 时,它传
输的有功功率降低为 48KW,容量的利用较差,cosΦ越小,容量利用的越不充分。
( 2) 在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时,负载的功率因数越低,通过输电线的电流
越大,导线电阻的能量损耗和导线阻抗的电压降落越大,功率因数是电力经济中的一个重要指标。
三、提高功率因数的方法
无功功率补偿的方法很多,采用电力电容器或采用具有容性负荷的装置进行补偿。
1、利用过激磁的同步电动机,改善用电的功率因数,但设备复杂,造价高,只适于在具有大功率拖
动装置时采用。
2、利用调相机做无功率电源,这种装置调整性能好,在电力系统故障情况下,也能维持系统电压水
平, 可提高电力系统运行的稳定性, 但造价高, 投资大, 损耗也较高。 每 kvar 无功的损耗约为 1.8—5.5 % ,
运行维护技术较复杂,宜装设在电力系统的中枢变电所,一般用户很少应用。
3、异步电动机同步化。这种方法有一定的效果,但自身的损耗大,每 kvar 无功功率的损耗约为 4—
19%,一般都不采用。
4、电力容器作为补偿装置,具有安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小(每
kvar 无功功率损耗为 0.3—0.4 % 以下)等优点,是当前国内外广泛采用的补偿方法。这种方法的缺点是
电力电容器使用寿命较短;无功出力与运行电压平方成正比,当电力系统运行电压降低,补偿效果降低,
而运行电压升高时,对用电设备过补偿,使其端电压过分提高,甚至超出标准规定,容易损坏设备绝缘,
造成设备故事,弥补这一缺点应采取相应措施以防止向电力系统倒送无功功率。
5、高低压SVG叫静止式无功发生器,通过改变和调节电流的相位,来达到补偿的效果。它能够发生感性无功也能发容性无功的,容量就是恒量它能发出的最大无功,单位为MVAR或KVAR.这是新型的无功补偿装置,效果好成本高,还兼有谐波治理的效果。