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1、功率因數(shù)的提高與節(jié)能姓名:溫忠寶班級:機制一班學(xué)號:4080105127第5頁共5頁功率因數(shù)的提高與節(jié)能摘要:功率因數(shù)的高低關(guān)系到輸配電線路、設(shè)備的供電能力,也影響到其功率損耗。本文從理論上分析了提高功率因數(shù)對于節(jié)約電能,降低損耗,提高輸配電設(shè)備的供電能力方面的數(shù)量關(guān)系。關(guān)鍵詞:功率因數(shù)、節(jié)能降損作者簡介:溫忠寶08機制本一班4080105127前言功率因數(shù)是供用電系統(tǒng)的一項重要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),用電設(shè)備在消耗有功功率的同時,還需大量的無功功率由電源送往負(fù)荷,功率因數(shù)反映的是用電設(shè)備在消耗一定的有功功率的同時所需的無功功率
2、。對于農(nóng)村電負(fù)荷來說,主要是一些小加工業(yè)及照明負(fù)荷,其中大部分用電設(shè)備為感性負(fù)載,其功率因數(shù)都很低,影響了線路及配電變壓器的經(jīng)濟運行。通過合理配置無功功率補償設(shè)備,以提高系統(tǒng)的功率因數(shù),從而達到節(jié)約電能,降低損耗的目的。一.功率因數(shù)在交流電路中,電壓與電流之間的相位差()的余弦叫做功率因素(PowerFactor),用符號表示,在數(shù)值上,功率因數(shù)是有功功率P和視在功率S的比值,即。二.提高功率因數(shù)的意義 1.通過改善功率因數(shù),減少了線路中總電流和供電系統(tǒng)中的電氣元件,如變壓器、電器設(shè)備、導(dǎo)線等的容量,因此不但減少了投資
3、費用,而且降低了本身電能的損耗。2.藉由良好功因值的確保,從而減少供電系統(tǒng)中的電壓損失,可以使負(fù)載電壓更穩(wěn)定,改善電能的質(zhì)量。第5頁共5頁如110KV以下的線路,其電壓損失可近似為:其中:△U-線路的電壓損失,KV--線路的額定電壓,kv--線路輸送的有功功率,kw--線路輸送的無功功率,kvar--線路電阻,--線路電抗,由上式可見,當(dāng)用戶功率因數(shù)提高以后,它向電力系統(tǒng)吸取的無功功率就要減少,因此電壓損失也要減少,從而改善了用戶的電壓質(zhì)量。3.可以增加系統(tǒng)的裕度,挖掘出了發(fā)供電設(shè)備的潛力。如果系統(tǒng)的功率因數(shù)低,那么在
4、既有設(shè)備容量不變的情況下,裝設(shè)電容器后,可以提高功率因數(shù),增加負(fù)載的容量。舉例而言,將1000KVA變壓器之功率因數(shù)從0.8提高到0.98時:補償前:1000×0.8=800KW補償后:1000×0.98=980KW同樣一臺1000KVA的變壓器,功率因數(shù)改變后,它就可以多承擔(dān)180KW的負(fù)載。4.減少了用戶的電費支出;透過上述各元件損失的減少及功率因數(shù)提高的電費優(yōu)惠。三.提高功率因數(shù)的方法R││根據(jù)感性負(fù)載的阻抗三角形,如圖1,其中阻抗││=,第5頁共5頁由圖可知,功率因數(shù)角。欲提高功率因數(shù),即需降低功率因數(shù)角。由圖
5、可知,在允許的范圍內(nèi),改善用電設(shè)備自身參數(shù)結(jié)構(gòu),適當(dāng)增大電阻R或減小感抗X,以提高其功率因數(shù)。提高功率因數(shù)最常用的方法就是在需要無功的用電或供電設(shè)備上并聯(lián)無功補償電容器,這樣,上述設(shè)備所需要的無功功率,便可由并聯(lián)電容器供給。由原來的功率因數(shù)補償?shù)剿枰墓β室驍?shù),需要并聯(lián)的電容器容量可用下式計算:式中:——應(yīng)補償?shù)臒o功功率,kvar;P——最大負(fù)荷月的平均有功負(fù)荷,kw;——補償前的功率因數(shù);——補償后的功率因數(shù)。對于家庭用電,如日光燈原理如圖,可根據(jù)推導(dǎo)求出并聯(lián)電容值。LRCI圖并聯(lián)電容器將電路的功率因數(shù)提高到X。說
6、明:功率因數(shù)電容電流為:因為并聯(lián)電容前后電路有用功率不變第5頁共5頁 在實際應(yīng)用中,可根據(jù)事先計算好的表格查出所需補償?shù)臒o功容量?! ∪斯ぱa償無功功率的方法,除采用并聯(lián)電容器外,在電力部門還有用同步調(diào)相機補償?shù)?。由于同步調(diào)相機投資高,有功功率損耗大(比電容器大5~10倍),運行、維護管理都較復(fù)雜,工礦企業(yè)很少采用。但用戶使用的繞線式異步電動機可以同步化運行(即將繞線式異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組通入直流勵磁電流,實現(xiàn)同步運行),提高用戶的功率因數(shù),特別是大功率容量的電動機實現(xiàn)同步運行經(jīng)濟效果更好。但異步電動機同步化也有其不足
7、之處,如在重負(fù)載情況下(負(fù)載超過60%~80%時),牽入同步較困難,同時容易失步;操作過程較為復(fù)雜,宜用于起停少的負(fù)載;同時需要增加一套整流裝置,增加了維修工作量。用戶要避免大電動機拖動小負(fù)載工作,它會導(dǎo)致負(fù)荷的功率因數(shù)下降,增加了耗電量。運行電動機的負(fù)荷一般要求達到額定容量的70%以上,運行才是經(jīng)濟的功率因數(shù)與無功功率的關(guān)系。四.結(jié)語功率因數(shù)的提高,減少了無功功率,從而提高了用電效率,節(jié)約了電能。而對于居民用電來說,隨著家庭用電量的迅速增加,家庭用電系統(tǒng)功率因數(shù)的大小,在很大程度上決定著電能是否能夠更加充分的利用。第
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