什么是功率因數？及提高功率因數方法
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來(lái)源：金環(huán)宇電纜發(fā)布日期：2020-03-28 11:03
什么是功率因數
在工業(yè)企業(yè)中，電動(dòng)機、變壓器等用電設備都具有電感特性，它們工作時(shí)既要從電網(wǎng)吸收有功功率用于做功，還要從電網(wǎng)吸收無(wú)功功率建立磁場(chǎng)。功率因數cosΦ就是反映總電功率中有功功率所占的比例大小，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(gè)系數。功率因數越接近于1，說(shuō)明其消耗的無(wú)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(wú)功電量越多，電力沒(méi)有得到充分有效的利用。有功功率P、無(wú)功功率Q與視在功率S的關(guān)系如下所示。
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。當電路中有功功率恒定時(shí)，無(wú)功需要量越大，其視在功率也就越大，而為滿(mǎn)足用電設備的需要，勢必要增大變壓器及線(xiàn)路的容量。這樣不僅增加了投資，而且增大了設備和線(xiàn)路的損耗，浪費了電力。另外無(wú)功功率需要量的增大，還使變壓器及線(xiàn)路的電壓損失增大，劣化電能質(zhì)量，為此，必須提高功率因數，才能減少無(wú)功損耗。相關(guān)閱讀：功率因數如何計算?
提高功率因數方法
1)提高自然功率因數
一般來(lái)說(shuō)，工礦企業(yè)無(wú)功功率中，異步電動(dòng)機要占60%以上，電力變壓器要占20%左右，因此，電力系統的自然功率因數是滯后且小于1的。要想提高系統的功率因數，就要設法改善異步電動(dòng)機和電力變壓器運行工況，以利于提高自然功率因數。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(dòng)機。異步電動(dòng)機在額定負載(功率)時(shí)的功率因數為0.85~0.9，而在空載時(shí)的功率因數僅為0.2~0.3?？蛰d或輕載時(shí)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(dòng)機的容量，使其在高效率、高功率因數范圍內工作。
工礦企業(yè)中異步電動(dòng)機使用數量很多，而且在選擇時(shí)總希望電動(dòng)機有較大的裕量，很多情況下形成了 “大馬拉小車(chē)” 的現象。這是造成工業(yè)企業(yè)功率因數低的重要原因之一?？梢詫ω摵刹蛔愕漠惒诫妱?dòng)機，用鉗形電流表測量電流或利用測繪負荷曲線(xiàn)的方法確定適當的電動(dòng)機容量，而后以小容量電動(dòng)機代替之。用小容量電動(dòng)機代替負荷不足的大容量電動(dòng)機，一般可使功率因數提高20%左右;一般電動(dòng)機負荷高于70%左右時(shí)可以不換，當電動(dòng)機負荷低于40%時(shí)，應對節能效果進(jìn)行考核后合理更換。
② 輕負荷電動(dòng)機降壓運行。輕負荷電動(dòng)機降壓運行可以降低其無(wú)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(dòng)機的輸出轉矩減小，這一點(diǎn)必須充分考慮到。一般認為，電動(dòng)機負荷系數在0.45以下時(shí)?？蓪⒄＿\行時(shí)為△接線(xiàn)的電動(dòng)機改為Y形接線(xiàn)更為合理，從而使功率因數及效率都會(huì )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(guān)，而且與負荷率有關(guān)。若變壓器滿(mǎn)載運行時(shí)，一次側的功率因數僅比二次側低3%~5%;若變壓器輕載運行，當負荷率小于0.6時(shí)，一次側的功率因數將顯著(zhù)下降，可達11%~18%。所以，電力變壓器在負荷率0.6以上運行時(shí)才較為經(jīng)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。變壓器負荷率小于30%時(shí)，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(dòng)機設備的運行狀況，限制電焊機和機床電動(dòng)機的空載運轉，即采用空載自動(dòng)延時(shí)斷電裝置。
⑤ 異步電動(dòng)機同步化運行。對于負荷率不大于0.7及最大負荷不大干90%的繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機，必要時(shí)使其同步化運行，即當繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機在啟動(dòng)完畢后，向轉子三相繞組輸入直流勵磁，即產(chǎn)生轉矩把異步電動(dòng)機轉入同步運行，其運行狀態(tài)與同步電動(dòng)機相似，在勵磁過(guò)剩的情況下，電動(dòng)機可向電網(wǎng)輸送無(wú)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，就是采用無(wú)功功率的設備來(lái)補償用電沒(méi)備所需的無(wú)功功率，以提高功率因數。采用補償法，無(wú)疑需要增添補償設備。所以從整體來(lái)看，應首先采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(mén)或設計規范要求時(shí)，則需采用專(zhuān)門(mén)的補償設備進(jìn)行補償。常用的補償無(wú)功功率方法有：采用并聯(lián)電容器，選用同步電動(dòng)機，采用同步調相機等。
