浅析提高钻探机台功率因数的意义与方法

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1、浅析提高钻探机台功率因数的意义与方法探矿研究所朱会祥前言：功率因数的高低涉及发电设备和用电设备等能否充分利用电能，提高功率因数可以充分利用电源设备的容量，改善供电质量，降低线路损耗，是缓和电能供需矛盾，减少机台经济支出的有效措施。钻探施工机台自然功率因数一般只有0.50左右，提高能源利用率是非常重要且实际的问题。因此，提高机台用电系统的功率因数有其重要意义。以下，本文将从功率因数的定义、影响功率因数的主要因素、提高功率因数的意义与提高功率因数的方法四个方面展开讨论。1、功率因数的定义在交流电路中，有三种重要的功率参数，分别是有功功率、无功功率和视在功率。功率因数是用电过程中视

2、在功率供给有功功率消耗所占的百分比。1.1有功功率电路中电能通过用电负载转换为其他形式的能量（如机械能、光能、热能、化学能等），参加能量转换的实际电功率被称为有功功率，也叫平均功率，是电路中实际消耗的功率。单相电路中,有功功率P=UIcosφ三相电路中，有功功率11P=UIcosφ其中，U为相电压，I为相电流，φ为线电压与线电流的相位角。1.2无功功率电路中的无功功率，分别是由交流电路中的电感成分和电容成分产生的，称为感性无功功率与容性无功功率。单相电路中，无功功率Q=UIsinφ三相电路中，无功功率Q=UIsinφ1.3视在功率视在功率是交流电路中电源供给负载的总功率。这种

3、负载里可能有电阻和电感，还可能有电容器，在这种综合性负载电路中，电阻需要消耗有功功率，而电感和电容则需要做能量交替交换的无功功率，电源供给这种综合性负载中的总功率包含着有功功率和无功功率两部分。单相电路中，视在功率S=UI三相电路中，视在功率S=UI或S=1.4功率因数在交流电路中，电压与电流之间的相位差（φ11）的余弦叫做功率因数，用符号cosφ表示，在数值上，功率因数是有功功率与视在功率的比值，即cosφ=功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。钻探机台施工都是大功率的电动机，属于感性

4、负载，且钻机动力是按钻机最大能力配置的，通常负载率都非常低，平均的功率因数只有0.50左右。2、影响机台用电功率因数的主要因数2.1电动机的负载情况异步电动机的功率因数与负载密不可分，在额定负载时功率因数在0.80以上，而在空载时功率因数仅为0.2~0.3。电动机负载与功率因数的关系见下表。表1负载率00.250.50.751cosφ0.20.50.770.850.88因此，要提高功率因数就要尽量避免电动机空载或轻载运行。2.2供电电压。当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110%时，一般工厂的无功将增

5、加35%左右。11当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。2.3用电设备自身的功率因数。2.4电网频率的波动。3、提高功率因数的意义3.1提高功率因数能提高设备的利用率在电力系统中，提供电能的发电机（或变压器）是按要求的额定电压和额定电流设计的。发电机（或变压器）长期运行时，其电压和电流都不能超过额定值，否则会使发电机（或变压器）的寿命缩短，甚至损坏。发电机（或变压器）的容量是额定电压与额定电流之积，他是发电机（或变压器）在安全运行下所能产生的最大功率，

6、发电机（或变压器）在额定电压与额定电流下运行时送出的有功功率P与所接负载的功率因数cosφ密切相关，即P=UIcosφ。只有当所接负载是电阻时，cosφ=1，发电机（或变压器）输出的有功功率恰好等于其容量。当负载是感性或容性时，由于cosφ＜1，发电机（或变压器）输出的功率要小于其容量，发电机（或变压器）得不到充分的利用。因此为了尽可能的提高发电机（或变压器）的利用率，必须提高用电设备的功率因数。3.2提高功率因数能降低输电线路上的损耗设输电线路上的损耗，当是负载端电压的有效值时，负载吸收的有功功率为=cosφ11负载上的电流为I=。则此电流流过输电线路，在输电线路的电阻上产

7、生的损耗为当负载cosφ较低时，线路中的电流会增大，从而引起线路损耗增大，而当UL和IL不变时，提高功率因数cosφ会降低输电线路上的损耗。3.3提高功率因数能改善供电质量已知功率因数越低，线路上的电流I越大，由于线路上的阻抗存在，则必然造成电压损失，导致线路电压降低。若电压损失过大，电网末端就会长期处于低电压运行状态，引起变压器（或发电机组）过负荷、电动机过热、输出功率降低，发电机组油耗加大，日光灯不能启动，点灯昏暗等后果。因此提高功率因数能减少电压损失，满足机台施工对供电电源的质量要求。3.4提高功