功率因數對電氣系統的影響,提高功率因數的作用?

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)。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、機床等做功,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。

在交流電的生產和使用中,無功功率的消耗是必要的,但是應該儘量降低這部分消耗。全功率的常用單位是“千伏安”,符號是KVA。有功功率的常用單位是“千瓦”,符號是KW。無功功率的常用單位是“千瓦”,符號是KVAR。

功率因數對電氣系統的影響,提高功率因數的作用?

在電力生產和應用中,常用的是有功功率因數,通常把它簡稱為“功率因數”或“力率”。不同的用電設備所消耗的全功率、有功功率和無功功率不同,也就是說,它們的功率因數不同。同一種設備在不同的使用情況下,功率因數也不一樣。普通的白熾電燈、電阻爐,它們工作時不需要磁力線,也就是不消耗無功功率,它們消耗的全功率都是有功功率,因此有功功率因數等於1.0。交流電動機的情況比較複雜。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。功率因數越高,消耗的無功功率在全功率中所佔的比例越小功率因數越低,消耗的無功功率在全功率中所佔的比例就越大。提高功率因數(提高力率)實際上就是減少無功功率的消耗。

功率因數對電氣系統的影響,提高功率因數的作用?

變壓器的鐵芯中產生交變磁場時,也要消耗無功功率;輸送交流電時,導線周圍也不可避免地產生交變磁場,也要消耗一些無功功率。發電機的全部出力叫做全出力(也叫做全功率或視在功率),它是由兩部分組成的:一部分是有功出力,就是前面講過的發電機的銘牌出力;另一部分是無功出力,銘牌上雖然沒有寫明,可以根據發電機的額定功率因數計算出來。

一般的發電機的額定功率因數是0.8。就是說,發電機的有功出力是全出力的0.8倍,無功出力是全出力的0.6倍。如果用電負荷的功率因數低於0.8(也就是無功功率因數大於0.6),就需要發電機多供無功功率。發電機的無功出力過載時,會使發電機溫度過高,甚至燒壞。所以,發電機在運行中,既要注意有功出力不要過載,又要注意無功出力也不要過載。

功率因數對電氣系統的影響,提高功率因數的作用?

提高功率因數(提高力率)的措施主要有兩個方面:一是要儘量避免設備空載和“大馬拉小車”現象,這樣不但可以節約有功功率,又可以節約無功功率;二是加裝電力電容器(也叫做補償電容器)或調相機,或者改造設備,使異步電動機同步化或同步電動機提高電壓運行。這些設備能夠象發電機一樣發出無功功率,供給附近的電動機和變壓器使用,就地取得無功功率的平衡,這樣既能提高用電功率因數,又能使輸電、配電線少送些無功功率,改善供電電壓,降低線路損耗。


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