一定的電壓下向負載輸送一定的有功功率時,負載的功率因數越低,通過輸電線路的電流越大,導線電阻的能量損耗和導線阻抗的電壓降落越大,功率因數是電力經濟中的一個重要指标。而且供電部門對功率因數進行考核,過低會罰款,高于會退費
01什麼是功率因數
在交流電路中,由電源供給負載的電功率有兩種;一種是有功功率,一種是無功功率。
1.1有功功率
保持用電設備正常運行所需的電功率,也就是将電能轉換為其他形式能量(機械能、光能、熱能)的電功率。
又叫平均功率。交流電的瞬時功率不是一個恒定值,功率在一個周期内的平均值叫做有功功率,它是指在電路中電阻部分所消耗的功率,以字母 P 表示,單位瓦特W。
1.2無功功率
用于電路内電場與磁場的交換,并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功,而是轉變為其他形式的能量。凡是有電磁線圈的電氣設備,要建立磁場,就要消耗無功功率。
具有電感和電容的電路裡,這些儲能元件在半周期的時間裡把電源能量變成磁場(或電場)的能量存起來,在另半周期的時間裡對已存的磁場(或電場)能量送還給電源。
它們隻是與電源進行能量交換,并沒有真正消耗能量。我們把與電源交換能量的速率的振幅值叫做無功功率。用字母 Q表示,單位為乏Var。
1.3視在功率
在具有電阻和電抗的交流電路中, 電壓有效值與電流有效值的乘積值, 稱為" 視在功率 ",它不是實際做功的平均值,也不是交換能量的最大功率,隻是在電機或電氣設備設計計算較簡便的方法。
用字母 Ps來表示,單位為瓦特。關系 :視在功率的平方 =有功功率的平方 無功功率的平方
1.4功率因數
在感性負載電路中,電流波形峰值在電壓波形峰值之後發生(電流滞後電壓)。兩種波形峰值的分隔可用功率因數表示。功率因數越低,兩個波形峰值則分隔越大。
交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的餘弦叫做功率因數,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。
02為什麼要提高功率因數
2.1、增加系統及設備容量,使配電系統有效容量下降
由cosΦ=P/S可知,在有功功率同為100kw時,功率因數為0.7比功率因數為0.9時,電網系統需要提供的視在功率增加32KVA。
2.2在一定的電壓下向負載輸送一定的有功功率時,負載的功率因數越低,通過輸電線路的電流越大,導線電阻的能量損耗和導線阻抗的電壓降落越大,功率因數是電力經濟中的一個重要指标。
2.3供電部門對功率因數進行考核,過低會罰款,高于會退費
南方電網對專用變壓器100kvA及以上實行力率考核。100kvA考核指标0.8;125kvA考核指标0.85;160kvA及以上考核指标0.9。凡是功率因數不達到上述規定的用戶,将受到供電部門的罰款。
當結算功率因數0.93時,考核指标為0.8的用戶-1.30%,0.85考核的用戶-0.95%,0.9考核的用戶-0.45%,
例:一用戶專制變100kvA,當月力率cos實現0.93,抄見電量電費10000元,結算力調電費查表(公zd式法)-1.3%,該用戶應交電費=10000-(10000*1.3%)=10000-130=9870元。
03提高功率因數的意義
怎樣提高功率因數有功功率和視在功率的比叫功率因數。 提高功率因數的意義 :
①可減少有功損失,可節約電能,降低生産成本,減少企業的電費開支。;
②減少電力線路的電壓和功率損失,改善電壓質量和提高電網輸送効率;
③能提高企業用電設備的利用率,充分發揮企業的設備潛力;
④可減少輸送同容量有功的電流,因而可使線路及變電設備的容量降低。
03提高功率因數的方法
提高功率因數的方法有:
①提高自然功率因數,包括合理選擇電器設備,避免變壓器輕載運行,合理安排工藝流程,在條件允許的情況下盡量使用同步電動機;
1).恰當選擇電動機容量,減少電動機無功消耗,防止“大馬拉小車”。
2). 對平均負荷小于其額定容量40%左右的輕載電動機,可将線圈改為三角形接法(或自動轉換)。
3). 避免電機或設備空載運行。
4). 合理配置變壓器,恰當地選擇其容量。
5). 調整生産班次,均衡用電負荷,提高用電負荷率。
6). 改善配電線路布局,避免曲折迂回等。
②通過人工補償提高功率因數,最常用的是并聯電容器補償 。
并不是經補償後的功率因數越高越好,因為補償裝置消耗有功發出無功,随着補償容量的增加,其有功損耗也增加,初投資增大。
就經濟運行角度而言,補償後的功率因數過高或過低均會使總功率損耗增加;若補償功率因數恰當,能使總有功損耗最小,此時的補償容量及功率因數稱為按經濟運行原則确定的補償容量及功率因數。
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