淺談功率因數(shù)與供電效率的關(guān)系

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1、2010年第l2期中固高新技術(shù)企業(yè)NO．12．2010(總第147期)ChinaHi-TechEnterprises(CumulativetyNO．147)淺談功率因數(shù)與供電效率的關(guān)系楊思源(云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南曲靖655001)摘要：在交流電路中，由電源供給負(fù)載的電功率有有功功率和無功功率兩種。有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率。無功功率比較抽象，它不對(duì)外做功，但是只要有電磁線圈的電氣設(shè)備，就要消耗無功功率。文章介紹了影響功率因數(shù)的主要因素和提高功率因數(shù)的幾種方法，從理論上分析了提高功率因數(shù)對(duì)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

2、率因數(shù)；供電效率；有功功率；無功功率；功率效率中圖分類號(hào)：TM715文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009—2374(2010)12—0093—02功率因數(shù)是供用電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在電變壓器消耗的無功功率一般約為其額定容量的10％～15％，力系統(tǒng)中，隨著變壓器和交流電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)載的廣泛使它的空載無功功率約為滿載時(shí)的1／3。因而，為了改善電力系用，電力系統(tǒng)的供配電設(shè)備中經(jīng)常流動(dòng)著大量的感性無功電統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應(yīng)空載運(yùn)行或長(zhǎng)期處于低負(fù)流。這些無功電流占用大量的供配電設(shè)備容量，同時(shí)增加了載運(yùn)行狀態(tài)。線路輸送電流，因而增加了饋電線路損耗，使電力設(shè)備得不到供電電壓超

3、出規(guī)定范圍也會(huì)對(duì)功率因數(shù)造成很大的影充分利用。用電設(shè)備在消耗有功功率的同時(shí)，還需大量的無響。當(dāng)供電電壓高于額定值的10％時(shí)，由于磁路飽和的影響，功功率由電源送往負(fù)荷，功率因數(shù)反映的是用電設(shè)備在消耗無功功率將增長(zhǎng)得很快，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，當(dāng)供電電壓為額定一定的有功功率的同時(shí)所需的無功功率。作為解決問題的辦值的110％時(shí)，一般無功將增加35％左右。當(dāng)供電電壓低于法之一，就是采用無功功率補(bǔ)償裝置，使無功功率就地得到補(bǔ)額定值時(shí)，無功功率也相應(yīng)減少而使它們的功率因數(shù)有所提償，提高設(shè)備的利用效率。高。但供電電壓降低會(huì)影響電氣設(shè)備的正常工作。所以，應(yīng)在電力網(wǎng)的運(yùn)行中，功率因數(shù)反映了電源輸出的視在

4、功當(dāng)采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。率被有效利用的程度，我們希望的是功率因數(shù)越大越好。這二、無功功率與無功補(bǔ)償樣電路中的無功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。(一)無功功率的產(chǎn)生在具有電感或電容的電路中，在每半個(gè)周期內(nèi)，電感(或一、影響功率因數(shù)的主要因素電容)把電源能量變成磁場(chǎng)(或電場(chǎng))能量貯存起來，然后再電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，屬于既有電阻又把貯存的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))能量釋放返回給電源。這種情況下只有電感的電感性負(fù)載。電感性負(fù)載的電壓和電流的相量間存是進(jìn)行能量的交換，并沒有真正消耗能量，我們把這個(gè)交換的在著一個(gè)相位差

5、，這個(gè)相位差(中)的余弦叫做功率因數(shù)，用功率值稱為無功功率。正因?yàn)槿绱?，無功功率比較抽象，它在符號(hào)COS表示，在數(shù)值上功率因數(shù)是有功功率和視在功率電路中來回流動(dòng)。盡管無功功率說明一個(gè)元件的平均功率為的比值，即cosq)=WS。功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率零，但它代表了在電感或電容中儲(chǔ)存及釋放磁場(chǎng)能量或電場(chǎng)被有效利用的程度，我們希望的是功率因數(shù)越大越好。只有能量所需要的真實(shí)功率。在電力網(wǎng)中，在電源、電感元件和電把電路中的無功功率降到最小，才能將視在功率大部分用來容元件之間發(fā)生能量的交換。與無功功率相關(guān)的能量是儲(chǔ)存供給有功功率，改善供電效率。的電感性及電容性能量之和。許多用電設(shè)備

6、均是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，如配電變無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動(dòng)機(jī)需要壓器、電動(dòng)機(jī)等，它們都是依靠建立交變磁場(chǎng)才能進(jìn)行能量的建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)轉(zhuǎn)換和傳遞。為建立交變磁場(chǎng)和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也為無功功率，因此，所謂的“無功”并不是“無用”的電功率，只同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，在二不過它的功率并不轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能而已；因此在供用電系次線圈感應(yīng)出電壓。因此，沒有無功功率，電動(dòng)機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)統(tǒng)中除了需要有功電源外，還需要無功電源，兩者缺一不可。動(dòng)，變壓器也不能變

7、壓，交流接觸器不會(huì)吸合。大量的電感性設(shè)備，如異步電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電爐、交流電焊(二)無功功率的危害機(jī)等設(shè)備是無功功率的主要消耗者。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，在工礦企無功功率的增加，會(huì)導(dǎo)致電流增大和視在功率增加，從而業(yè)所消耗的全部無功功率中，異步電動(dòng)機(jī)的無功消耗占了使發(fā)電機(jī)、變壓器及其他電氣設(shè)備容量和導(dǎo)線容量增加，也降60％～70％；而在異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)所消耗的無功又占到電低了發(fā)電機(jī)的有功功率的輸出，降低了輸變電設(shè)備的供電能動(dòng)機(jī)總無功消耗的60％～70％。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的力。無功功率的增加，使