功率因数的跋涉办法
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。
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(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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