电路功率因数的提高[1]

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1、科技论文－－电路功率因数的提高与应用化二动检电气运行一班刘海瑜2012.06.15电路功率因数的提高与应用【摘要】本文探讨电路中提高功率因数的方法，介绍感性负荷并联电容器来补偿电路原理及使用中注意问题进行阐述。【关键词】功率因素的意义；功率损耗；电感；电压损失；电容器及使用注意MethodstoimprovecircuitpowerfactorprojectsLiYun-jiang(JiangmenWuyiConstructionSupervisionCo.,Ltd.JiangmenGuangdong529000)【Abstract】Thisarticlediscussesthecirc

2、uitapproachtoimprovepowerfactoronperceptualloadcapacitorsinparalleltocompensatefortheuseofcircuittheoryandattentiononissues.【Keywords】Meaningofpowerfactor;Powerloss;Inductors;Voltageloss;Capacitoranduseofattention.近几年来厂矿建设已经进入了高层次的发展，安装空调、消防、网络、监控、电梯等系统，居民家庭用电也在提高；因此供电要求的功率也大大增加。因绝大多数的用电设备大部分属于感性

3、负荷，感性负荷增加无功功率损耗，降低了功率因数，所以必须要提高功率因素。        1.功率因数的意义   电网经由输配电系统送至用户端的电力（市电）是电压一般200~240V，频率50~60Hz的交流电，而电气产品的负载阻抗有三种状况，包括电阻性、电容性和电感性等，其中只有电阻性负载会消耗功率而产生如光、音或热等能源转换，而纯电容性或纯电感性负载只会储存能量，并不会造成能量的消耗。分别给纯电阻性、纯电容性和纯电感性负载加上交流电压后的电压（V）、电流（I）及功率（P）后产生的电路简图和波形用来分析。电力消耗的瞬时功率为电压的乘积，即P=V×I，我们可以把波形图上每一个V和I的弦波图

4、形相乘而得到另一个弦波图形P，则发现到的是纯电阻性负载，功率P都是在正的方向上变化（即波形在横轴上方），而在一个周期内电压源V在电阻R上所做的功W为P在周期T内和横轴所围绕的面积，即W=∫t0Pdt，由此可知加诸在电阻性负载上的电源是作实功。然而若为纯电容性或电感性负载，其功率变化是在横轴的上下来回震荡，且每90°相位变换一次，其所作的功W为P在周期T内的积分值，即W=∫t0Pdt，这是因为正相面积和反相面积相互抵消之故，可见电流作功只是正相时间给负载，但是在反相时又把功要回去，所作的功是虚菌，因此纯电容或纯电感负载只作储存能量用而不作消耗或转换能量用。一般而言，不同的电气产品其负载状况

5、都相当复杂，如传统电锅、电暧炉……等为纯电阻性负载，马达，洗衣机，空调…等通常近似为电阻性加上电感性负载，日光灯管的负载状况则在启动或稳定状况都不一样，所以电压和电流的波形越加复杂。在纯电阻性负载状况下，其电压和电流是相同的相位，而纯电容性负载状况下，其电流的相位超前电压90°，纯电感性负载电压的相位则超前电流90°，若负载是电阻性加上电容性时，视电容大小，电流的相位会超前电压0~90°之间，而若负载是电阻性加上电感性时，视电感大小，电流的相位会落后电压0~90°之间，这超前或落后的角度直接影响了负载对能量的消耗和储存的状况，因此定义了实功率为：P=VIcosθ（1）       其中：

6、P——功率；V——交流电压值；I——交流电流值；θ——V和I的夹角。cosθ的值介于0~1之间，此值直接影响了电流对负载作实功的状况，称之为“功率因数（简称PF）”。       2.提高功率因数的方法首先要明确关系式，在需用的有功功率P(KW)和线路的电压UN（伏）一定时，电路中的功率因素的表达式为:cosφ=PUNRΔP×10-3（2）由式1可知，提高功率因素，必须要降低线路的有功功率△P的损耗，线路有功功率损耗越小，功率因数越高；反之，功率因素提高会使降低功率损耗。其次要明确电路中电压损失的关系式： ΔU=PR+QXUN(V)（3）   当功率因数较高时，线路的无功功率Q将减小，电

7、压损失将越小，有用功率将增加，达到供电目标。第三，提高供电设备的供电能力，降低电能成本。供电设备的供电能力(容量)是以视在功率S来表示的。由S=P2+Q2可知，由于功率因数增大，即无功功率Q减小，因而使同样容量的供电设备所能供给的有功功率P增加，发挥应有的供电潜力，提高了供电能力。在有功功率P一定的条件下，由于功率因数高，电路中的电流减小，会使电感磁效应减小，端电压提高，达到额定输出能力。  提高功率因素的主要方法采用并联电容器。无