無功功率
電路負荷
功率因數
供電部門爲了提高成(chéng)本效益要求用戶提高功率因數,那提高功率因數對(duì)用戶端有什麼(me)好(hǎo)處呢?功率因數到底怎麼(me)計算呢?
一、功率因數的原理及計算
功率因數(Power Factor)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爲1,一般具有電感性負載的電路功率因數都(dōu)小于1。功率因數是電力系統的一個重要的技術數據。功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個系數。功率因數低,說明電路用于交變磁場轉換的無功功率大,從而降低了設備的利用率,增加了線路供電損失。
在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的餘弦叫(jiào)做功率因數,用符号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.
功率因數低的根本原因是電感性負載的存在。例如,生産中最常見的交流異步電動機在額定負載時的功率因數一般爲0.7—0.9,如果在輕載時其功率因數就更低。其它設備如工頻爐、電焊變壓器以及日光燈等,負載的功率因數也都(dōu)是較低的。從功率三角形及其相互關系式中不難看出,在視在功率不變的情況下,功率因數越低(角越大),有功功率就越小,同時無功功率卻越大。這(zhè)種(zhǒng)使供電設備的容量不能(néng)得到充分利用,例如容量爲1000kVA的變壓器,如果cos=1,即能(néng)送出1000kW的有功功率;而在cos=0.7時,則隻能(néng)送出700kW的有功功率。功率因數低不但降低了供電設備的有效輸出,而且加大了供電設備及線路中的損耗,因此,必須采取并聯電容器等補償無功功率的措施,以提高功率因數。
功率因數既然表示了總功率中有功功率所占的比例,顯然在任何情況下功率因數都(dōu)不可能(néng)大于1。由功率三角形可見,當=0°即交流電路中電壓與電流同相位時,有功功率等于視在功率。這(zhè)時cos的值最大,即cos=1,當電路中隻有純阻性負載,或電路中感抗與容抗相等時,才會出現這(zhè)種(zhǒng)情況。
感性電路中電流的相位總是滞後(hòu)于電壓,此時0°< <90°,此時稱電路中有“滞後(hòu)”的cos;而容性電路中電流的相位總是超前于電壓,這(zhè)時-90°< <0°,稱電路中有“超前”的cos。
功率因數的計算方式很多,主要有直接計算法和查表法。常用的計算公式爲:
二、對(duì)用戶端的好(hǎo)處
①通過(guò)改善功率因數,減少了線路中總電流和供電系統中的電氣元件,如變壓器、電器設備、導線等的容量,因此不但減少了投資費用,而且降低了本身電能(néng)的損耗。
②良好(hǎo)的功因數值的确保,從而減少供電系統中的電壓損失,可以使負載電壓更穩定,改善電能(néng)的質量。
③可以增加系統的裕度,挖掘出了發(fā)供電設備的潛力。如果系統的功率因數低,那麼(me)在既有設備容量不變的情況下,裝設電容器後(hòu),可以提高功率因數,增加負載的容量。
舉例而言,將(jiāng)1000kVA變壓器之功率因數從0.8提高到0.98時:
補償前:1000×0.8=800kW
補償後(hòu):1000×0.98=980kW
同樣一台1000kVA的變壓器,功率因數改變後(hòu),它就可以多承擔180kW的負載。
④減少了用戶的電費支出;透過(guò)上述各元件損失的減少及功率因數提高的電費優惠。