【乾貨】什麼是功率因數?如何提高功率因數?

2021-01-17 電氣圈

        在工業企業中,電動機、變壓器等用電設備都具有電感特性,它們工作時既要從電網吸收有功功率用於做功,還要從電網吸收無功功率建立磁場。功率因數cosΦ就是反映總電功率中有功功率所佔的比例大小,即有功功率與視在功率的比值,是衡量電氣設備效率高低的一個係數。功率因數越接近於1,說明其消耗的無功電量越少,電力有效利用程度越高;相反,功率因數越低,則消耗的無功電量越多,電力沒有得到充分有效的利用。有功功率P、無功功率Q與視在功率S的關係如下所示。

        由此可知用電設備的有功功率不僅隨電壓與電流的大小變化,而且也隨電壓與電流之間的相位差而變化。當電路中有功功率恆定時,無功需要量越大,其視在功率也就越大,而為滿足用電設備的需要,勢必要增大變壓器及線路的容量。這樣不僅增加了投資,而且增大了設備和線路的損耗,浪費了電力。另外無功功率需要量的增大,還使變壓器及線路的電壓損失增大,劣化電能質量,為此,必須提高功率因數,才能減少無功損耗。

1)提高自然功率因數

        一般來說,工礦企業無功功率中,異步電動機要佔60%以上,電力變壓器要佔20%左右,因此,電力系統的自然功率因數是滯後且小於1的。要想提高系統的功率因數,就要設法改善異步電動機和電力變壓器運行工況,以利於提高自然功率因數。提高自然功率因數的措施主要有以下幾種:

    ①合理選用異步電動機。異步電動機在額定負載(功率)時的功率因數為0.85~0.9,而在空載時的功率因數僅為0.2~0.3。空載或輕載時的效率肯定也要降低。因此,應根據負荷特牲和運行工況,合理選擇異步電動機的容量,使其在高效率、高功率因數範圍內工作。

        工礦企業中異步電動機使用數量很多,而且在選擇時總希望電動機有較大的裕量,很多情況下形成了 「大馬拉小車」 的現象。這是造成工業企業功率因數低的重要原因之一。可以對負荷不足的異步電動機,用鉗形電流表測量電流或利用測繪負荷曲線的方法確定適當的電動機容量,而後以小容量電動機代替之。用小容量電動機代替負荷不足的大容量電動機,一般可使功率因數提高20%左右;一般電動機負荷高於70%左右時可以不換,當電動機負荷低於40%時,應對節能效果進行考核後合理更換。

   ② 輕負荷電動機降壓運行。輕負荷電動機降壓運行可以降低其無功功率的需要量,從而提高了供電系統的功率因數。當然,降壓運行也使電動機的輸出轉矩減小,這一點必須充分考慮到。一般認為,電動機負荷係數在0.45以下時。可將正常運行時為△接線的電動機改為Y形接線更為合理,從而使功率因數及效率都會有所提高。

    ③電力變壓器的合理運行。電力變壓器不宜輕載運行,因為變壓器一次側的功率因數不僅與負荷的功率因數有關,而且與負荷率有關。若變壓器滿載運行時,一次側的功率因數僅比二次側低3%~5%;若變壓器輕載運行,當負荷率小於0.6時,一次側的功率因數將顯著下降,可達11%~18%。所以,電力變壓器在負荷率0.6以上運行時才較為經濟,一般在75%~80%比較合適。為了充分利用設備和提高功率因數,電力變壓器不作輕載運行。變壓器負荷率小於30%時,應更換容量較小的變壓器。

    ④ 合理安排和調整工藝流程。合理安排和調整工藝流程,以改變電動機設備的運行狀況,限制電焊機和工具機電動機的空載運轉,即採用空載自動延時斷電裝置。

    ⑤ 異步電動機同步化運行。對於負荷率不大於0.7及最大負荷不大幹90%的繞線式異步電動機,必要時使其同步化運行,即當繞線式異步電動機在啟動完畢後,向轉子三相繞組輸入直流勵磁,即產生轉矩把異步電動機轉入同步運行,其運行狀態與同步電動機相似,在勵磁過剩的情況下,電動機可向電網輸送無功功率,從而達到提高功率因數的目的。

2)提高功率因數的補償法

        所謂補償法,就是採用無功功率的設備來補償用電沒備所需的無功功率,以提高功率因數。採用補償法,無疑需要增添補償設備。所以從整體來看,應首先採用提高自然功率因數的方法,但當功率因數達不到供電部門或設計規範要求時,則需採用專門的補償設備進行補償。常用的補償無功功率方法有:採用並聯電容器,選用同步電動機,採用同步調相機等。

(文/電小圈,部分內容搜集自網絡)

分享 · 共贏

電氣圈,一個有態度的圈子

相關焦點

  • 什麼是功率因數?如何提高功率因數?
    1 什麼是功率因數?
  • 什麼是功率因數?提高功率因數做無功補償對企業有哪些好處?
    在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的餘弦叫做功率因數,用符號cosΦ表示,在數值上,功率因數是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S.什麼是功率因數補償?由於功率因數提高的根本原因在於無功功率的減少,因此功率因數補償通常稱之為無功補償。為什麼要提高功率因數?交流電動機運行時,消耗的全部交流電功率叫做全功率。全功率是由兩部分組成的:一部分是轉化成機械能的,帶動水泵、工具機等做功,叫做有功功率;另一部分是提供激磁電流的,在電動機的靜子鐵芯中產生交變磁場,叫做無功功率。
  • 提高功率因數的方法
    無功功率的消耗導致用電功率因數降低,因而佔用了電力系統發供電設備提供有功功率的能力,或增加了發送無功功率的設施,同時也增加了電力系統輸電過程中的有功功率損耗。因而世界各國電力企業對電力用戶的用電功率因數都有要求,並按用戶用電功率因數的高低在經濟上給予獎懲。
  • 功率與功率因數的區別是什麼?
    電功率又分為視在功率、有功功率和無功功率三種。電阻性負載所消耗的功率稱為有功功率,用公式表示為P=UIcosφ=I2R(φ為功率因數角),它的單位用瓦特(W)表示、千瓦(Kw)、兆瓦(Mw)。電抗性負載所消耗的功率稱為無功功率,用公式表示Q=UIsinφ,它的單位是乏(var)、千乏(Kvar)、兆乏(Mvar)。
  • 為什麼要提高功率因數?
    為什麼要提高功率因數?交流電動機運行時,消耗的全部交流電功率叫做全功率(也叫做視在功率或視在電力)。它在滿載時的有功功率因數大約是0.8,無功功率因數大約是0.6;輕載時有功功率因數較低,大約是0.7,無功功率因數大約也是0.7;空載時,有功功率因數最低,大約只有0.2,而無功功率因數卻升高到0.98。由此可見,電動機在滿載時功率因數比較高,輕載時功率因數降低,空載時功率因數最低。
  • 什麼是功率因數?
    功率因數(Power Factor是衡量電氣設備效率高低的一個係數。它的大小與電路的負荷性質有關, 如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數為1,一般具有電感性負載的電路功率因數都小於1。功率因數低,說明無功功率大, 從而降低了設備的利用率,增加了線路供電損失。
  • 電工基礎:正弦交流電路的功率與功率因數的提高(36)
    它和功率因數之間有什麼關係?別急,這篇文章將為你揭曉答案!「功率」這個概念,我想大家都應該相當熟悉了,特別是看過《電工基礎》系列文章的朋友們。在之前學習「單一參數正弦交流電路」時也分別列舉了電阻元件、電感元件和電容元件的單一參數電路特性和功率關係,而我們這次所學習的功率,其實就是三者功率的代數和。
  • 功率因數
    同學們熟知的無功功率是正弦交流電路中當同頻率的電壓和電流存在相位差時,就存在無功功率,我們把這種無功功率叫做"位移無功功率Q",其大小為Q=UIsinφ。許多同學不知道除了位移無功功率外還有一種無功功率叫"畸變無功功率D",畸變無功功率是非正弦電路中的概念。
  • 功率因數—異步電動機重要參數
    「功率因數是綠牌防爆潛泵異步電機的重要參數,本文主要介紹什麼是功率因數和如何提高功率因數。」功率因數是什麼?具體便會如何,請查閱電機的參數曲線。功率因數是固定的嗎?—電動機在運行中,功率因數是變化的,其變化大小與負載大小有關,電動機空載運行時,定子繞組的電流基本上是產生旋轉磁場的無功電流分量,有功電流分量很小。此時,功率因數很低,約為0·2左右,當電動機帶上負載運行時,要輸出機械功率,定子繞組電流中的有功電流分量增加,功率因數也隨之提高。
  • 功率因數計算公式
    即COS¢=P/S    平常我們說的系統的功率因數是整個電力系統有功功率和視在功率的比值,電路的功率因數、線路的功率因數、電機的功率因數等也相同。    在交流電路中,功率因數定義為有功功率與視在功率的比值,即    COS∮=P/S,在正弦電路中,功率因數由電壓與電流之間的相位差(∮)角決定,用COS∮表示,在數值上等於有功功率和視在功率之比,或電阻與阻抗之比。
  • 功率因數表原理_功率因數表怎麼接線
    打開APP 功率因數表原理_功率因數表怎麼接線 發表於 2017-12-04 14:11:25   功率因數指有功功率和視在功率的比值
  • 並聯電容提高功率因數
    一、提高功率因數的意義(1)充分利用供電設備的容量,使同樣的供電設備為更多的電氣設備供電。每個供電設備都有額定的容量,即視在功率S=UI。供電設備輸出的總功率S中,一部分為有功功率P= Scos,另一部分為無功功率Q = Ssin。
  • 功率因數和無功因數計算
    交流電路中的功率分析功率因數(Power Factor)和無功(Reactive Factor)因數分析功率因數校正
  • 千萬別誤解功率因數
    這種性質的確定是從負載的輸入端看進去,稱為負載的輸入功率因數。一個負載電路完成了,它的輸入功率因數也就定了。  比如UPS作為前面市電或發電機的負載而言,比如六脈衝整流輸入的UPS,其輸入功率因數就是0.8,不論前面是市電電網還是發電機,比如要求輸入100kVA的視在功率,都需要向前面的電源索取80kW的有功功率和60kvar的無功功率。
  • 功率因數到底是什麼?它是怎麼來的?
    功率因數它是在電力系統中經常用到的一個係數,是專門用來衡量和測量電力設備效率高低的。這個因數的大小和電路的負荷性質相關聯,打個比方,就像白熾燈泡,以及電阻爐等的電阻負荷功率因數為1,通常來說,只要是具有電感性負載的電路功率因數都基本不大於1。     當功率因數較低時,無功功率就會變大, 這樣一來就將設備的利用率降低了,從而增加了線路供電損失。
  • 如何準確測量你們電機的功率因數
    功率因數,是有功功率和視在功率的比值,是異步電動機的主要性能指標之一。從等效電路看,異步電機是一個感性電路,必須從電網吸收感性無功,其功率因數總是小於1的。
  • 電機效率與功率因數的關係
    作為電動機的兩大極其重要參數,電機效率和動力因數也常常是選型的依據,三相異步電動機的效率與動力因數有何關聯?下面我們就來一起來了解。電機效率與動力因素之間存在著相互矛盾。同樣的電動機,效率高,而且功率也是因為數量少。
  • 為什麼並聯電容器可以提高功率因數,而串聯不行?
    為什麼並聯電容器可以提高功率因數,而串聯不行?●對於低壓供電系統中無法確定線路中的感性負載的電感量,採用並聯方式為最佳選擇,並且容易採集電感負載的電感量,利用功率因數來自動調節補償電容器的容量大小達到補償的目的。
  • 功率因數與LED照明的透徹分析
    功率因數偏低的害處1)供電設備的帶負載能力被打了折扣,即降低了帶負載能力。如某設備能供出100KVA的視在功率,若功率因數為0.7,則只能供出70KW的有功功率了;若功率因數為0.9,則能供出90KW的有功功率,可見提高功率因數很有意義。2)輸電線路由於無功電流存在,增加了輸電線路損耗。
  • 一種新穎的無源功率因數校正電路
    單相整流電路功率因數的無源校正技術是在整流電路中用LC濾波器來增大整流橋導通角,從而降低電流諧波提高功率因數。無源功率因數校正由於採用電感、電容、二極體等元器件代替了價格較高的有源器件,因而使開關電源的成本降低。雖然採用無源功率因數校正所得到的功率因數不如有源功率因數電路高,但仍然能使電路的功率因數提高到0.7至0.8,電流諧波含量降到40%以下。