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功率因数的跋涉办法

2017-04-30 09:09分类:电工基础知识 阅读:

 

直流电路的功率等于电流与电压的乘积,但沟通电路则否则。在核算沟通电路的均匀功率时还要思考电压与电流间的相位差,即

上式中的是电路的功率因数。电压与电流间的相位差或电路的功率因数挑选于电路(负载)的参数。只需在电阻负载(例如白炽灯、电阻炉等)的状况下,电压和电流才同相,其功率因数为1。对别的负载来说,其功率因数均介于0与1之间。

当电压与电流之间有相位差时,即功率因数不等于1时,电路中发作能量沟通,呈现无功功率。这么就致使下面两个疑问:

(1) 发电设备的容量不能充沛运用

由上式可见,当负载的功率因数时,而发电机的电压和电流又不容许逾越额外值,显着这时发电机所能宣告的有功功率就减小了。功率因数愈低,发电机所宣告的有功功率就愈小,而无功功率却愈大。无功功率愈大,即电路中能量沟通的方案愈大,则发电机宣告的能量就不能充沛运用,其间有一有些即在发电机与负载之间进行沟通。

例如容量为十00kV/A的变容器,假定,即能宣告十00kW的有功功率,而在时,则只能宣告700kW的功率。

(2) 添加线路和发电机绕组的功率损耗

当发电机的电压和输出的功率必守时,电流与功率因数成反比,而线路和发电机绕组上的功率损耗则与的平方成反比,即

式中是发电机绕组和线路的电阻。

由上述可知,跋涉电网的功率因数对国民经济的翻开有着极为首要的含义。功率因数的跋涉,能使发电设备的容量得到充沛运用,一同也能使电能得到许多节省。也即是说,在一样的发电设备的条件下能够多发电。

功率因数不高,根柢要素即是因为电理性负载的存在。例如出产中最常用的异步电动机在额外负载时的功率因数约为0.7~0.9支配,假定在轻载时其功率因数就更低。别的如工频炉、电焊变压器以及日光灯等负载的功率因数也都是较低的。电理性负载的功率因数之所以小于1,是因为负载自身需求必定的无功功率。从技能经济观念动身,假定处理这个仇视,也即是怎样才干削减电源与负载之间能量的沟通,而又使电理性负载能取得所需的无功功率,这即是要跋涉功率因数的实习含义。

依照供用电规矩,高压供电的工业公司的均匀功率因数不低于0.95,别的单位不低于0.9。

跋涉功率因数,常用的办法即是与电理性负载并联静电电容器(设置在用户或变电所中),其电路图和相量图如图1所示。

(a)电路图(b)相量图

图1电容器与电理性负载并联早年进功率因数

并联电容器往后,电理性负载的电流和功率因数均未改动,这是因为所加电压和负载参数没有改动。但电压和线路电流之间的相位差变小了,即变大了。这儿咱们所讲的跋涉功率因数,是指跋涉电源或电网的功率因数,而不是指跋涉某个电理性负载的功率因数。

在电理性负载上并联了电容器往后,削减了电源与负载之间的能量沟通。这时电理性负载所需的无功功率,大有些或悉数都是就地供应(由电容器供应),即是说能量的沟通如今首要或彻底发作在电理性负载与电容器之间,因而使发电机容量能得到充沛运用。

其次,由相量图可见,并联电容器往后线路电流也减小了(电流相量相加),因而减小了功率损耗。

应当留神,并联电容器往后有功功率并未改动,因为电容器是不耗费电能的。从相量图上也可看出:

功率要素由跋涉到应并联电容器的电容值,可从图1的相量图得出个公式。

又因

所以

由此得

   

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