领步浅析：提高功率因数的意义与方法

返回列表来源：领步电能质量发布时间：2016-07-06分享加入收藏关注：-

          在当今大工业自动化设备大量集中使用的年代，用电设备越来越多。电能在国民经济发展中占有举足轻重的地位，随着电动机等设备的大量使用，线路中的功率因数下降，无功功率增加，有功功率降低，是各大中企业关注的问题，为此提高功率因数、降低无功损耗、改善电网供电质量就显得尤为重要。

功率因数的定义
          在电力系统中，电动机及其它带有线圈（绕组）的设备很多，这类设备除了从电源取得一部分功率作有用功之外，还将额外消耗一部分功率用来建立线圈磁场。平时我们所说的功率，如：电动机、电热器、电灯等都是指有功功率（P），计量仪表也叫有功电度表，是电业部门收取电费的依据；额外消耗的那部分功率叫做无功功率（Q）；变压器、发电机的容量是指视在功率（S），它们三者之间的关系为S=P^2+Q^2。
          功率因数（也称力率）就是反映用电设备或供电系统中有功功率占视在功率的比例，用cosφ表示，公式为cosφ=P/S，这些都是在电工学中已有的知识，这里不再赘述。

功率因数的意义
          工业上用电设备主要都是电动机，而且用电量都相对较大。电动机是感性负载，感性负载的功率因数都小于1，一般在0.7~0.85之间。一台容量为1000kVA的变压器，在功率因数为1时能够带动1000kW的负荷，如果功率因数为0.7时就只能带动700kW的负荷，这台变压器的出力变小了。因此当电动机额定出力不变、供电电压不变的情况下（我们国家用电器电压标准为线电压380V，相电压220V），如果功率因数低，线路的电流将增大，由于电线有阻值，因此电流大就意味着电线的线损越大（P'=R×I2）。为此，全国用电规则规定，在100kVA及以上电力用户的功率因数必须在0.85以上。我司补偿设备在实际运行过程中，可保证供电系统的功率因数在0.93，达到0.95以上，故提高功率因数具有重要的意义。
          （1）提高功率因数可以提高用电质量，改善设备运行条件，可保证设备在正常条件下工作，有利于安全生产。
          （2）提高功率因数可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支。例如：当cosθ=0.5时的损耗是cosθ=1时的4倍。
          （3）提高功率因数能提高企业用电设备的利用率，充分发挥企业的设备潜力。
          （4）提高功率因数可减少线路的功率损失，提高电网输电效率。
          （5）提高功率因数可以使发电机能做出更多的有功功率。
          功率因数是电力系统的一个重要的技术数据，是衡量电气设备效率高低的一个系数。在实际用电过程中，提高负载的功率因数是有效的提高电力资源利用率的方式。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。

提高负载因数的几种方法
          提高负载因数可分为提高自然功率因数和采用人工补偿两种方法。

1、提高自然因数的方法
          （1）恰当选择电动机容量，减少电动机无功消耗，容量选择不宜过大。

          （2）对平均负荷小于其额定容量40%左右的轻载电动机，可将线圈改为三角形接法（或自动转换）。
          （3）避免电机长时间空载运行。
          （4）合理配置变压器，恰当地选择其容量。
          （5）调整生产班次，均衡用电负荷，提高用电负荷率。
          （6）改善配电线路布局，尽量减小用电设备与电源的距离，避免线路曲折迂回。

2、采用人工补偿的方法
          实际中可使用电路电容器补偿装置或调相机，一般多采用电力电容器补尝装置，即：在感性负载上并联电容器。可用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功功率，从而减少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换。在交流电路中，纯电阻电路，负载中的电流与电压同相位，纯电感负载中的电流滞后于电压90°，而纯电容的电流则超前于电压90°，电容中的电流与电感中的电流相位相差180°，能相互抵消。电力系统中的负载大部分是感性的，因此总电流将滞后电压一个角度。
          若将并联电容器与负载并联，则电容器的电流将抵消一部分电感电流，从而使总电流减小（由I变为I）'，功率因数提高。并联电容器的补偿方法又可分为个别补偿、分组补偿和集中补偿三种方式，目的都是为了将功率因数稳定在0.9~1.0之间。在现今可用资源接近匮乏的情况下，除了尽快开发新能源外，更好地利用现有资源是我们的选择。对于目前人类所大量使用的电能而言，提高用电系统的功率因数将是节约能源、提有效率、改善供电质量的Z直接方式。

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