1.功率因數(shù)的定義
在電力系統(tǒng)中,電動機及其它帶有線圈(繞組)的設(shè)備很多,這類設(shè)備除了從電源取得一部分功率作有用功之外,還將額外消耗一部分功率用來建立線圈磁場。平時我們所說的功率,如:電動機、電熱器、電燈等都是指有功功率(P),計量儀表也叫有功電度表,是電業(yè)部門收取電費的依據(jù);額外消耗的那部分功率叫做無功功率(Q);變壓器、發(fā)電機的容量是指視在功率(S),它們?nèi)咧g的關(guān)系為S=P^2+Q^2。
功率因數(shù)(也稱力率)就是反映用電設(shè)備或供電系統(tǒng)中有功功率占視在功率的比例,用cosφ表示,公式為cosφ=P/S,這些都是在電工學中已有的知識,這里不再贅述。
2.功率因數(shù)的意義
工業(yè)上用電設(shè)備主要都是電動機,而且用電量都相對較大。電動機是感性負載,感性負載的功率因數(shù)都小于1,一般在0.7~0.85之間。一臺容量為1000kVA的變壓器,在功率因數(shù)為1時能夠帶動1000kW的負荷,如果功率因數(shù)為0.7時就只能帶動700kW的負荷,這臺變壓器的出力變小了。再如電動機功率的公式I=,可以得出:當電動機額定出力不變、供電電壓不變的情況下(我們國家用電器電壓標準為線電壓380V,相電壓220V),如果功率因數(shù)低,線路的電流將增大,由于電線有阻值,因此電流大就意味著電線的線損越大(P'=R×I2)。為此,全國用電規(guī)則規(guī)定,在100kVA及以上電力用戶的功率因數(shù)必須在0.85以上。我們公司在實際運行過程中,保證供電系統(tǒng)的功率因數(shù)在0.93以上,爭取達到0.95以上,故提高功率因數(shù)具有重要的意義。
?。?)提高功率因數(shù)可以提高用電質(zhì)量,改善設(shè)備運行條件,可保證設(shè)備在正常條件下工作,有利于安全生產(chǎn)。
?。?)提高功率因數(shù)可節(jié)約電能,降低生產(chǎn)成本,減少企業(yè)的電費開支。例如:當cosθ=0.5時的損耗是cosθ=1時的4倍。
(3)提高功率因數(shù)能提高企業(yè)用電設(shè)備的利用率,充分發(fā)揮企業(yè)的設(shè)備潛力。
(4)提高功率因數(shù)可減少線路的功率損失,提高電網(wǎng)輸電效率。
?。?)提高功率因數(shù)可以使發(fā)電機能做出更多的有功功率。
功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個重要的技術(shù)數(shù)據(jù),是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個系數(shù)。在實際用電過程中,提高負載的功率因數(shù)是最有效的提高電力資源利用率的方式。功率因數(shù)低,說明電路用于交變磁場轉(zhuǎn)換的無功功率大,從而降低了設(shè)備的利用率,增加了線路供電損失。
3.提高負載因數(shù)的幾種方法
提高負載因數(shù)可分為提高自然功率因數(shù)法和采用人工補嘗法兩種方法。
3.1提高自然因數(shù)的方法
(1)恰當選擇電動機容量,減少電動機無功消耗,容量選擇不宜過大。(2)對平均負荷小于其額定容量40%左右的輕載電動機,可將線圈改為三角形接法(或自動轉(zhuǎn)換)。
?。?)避免電機長時間空載運行。
?。?)合理配置變壓器,恰當?shù)剡x擇其容量。
?。?)調(diào)整生產(chǎn)班次,均衡用電負荷,提高用電負荷率。
?。?)改善配電線路布局,盡量減小用電設(shè)備與電源的距離,避免線路曲折迂回。
3.2采用人工補償?shù)姆椒?/span>
實際中可使用電路電容器補償裝置或調(diào)相機,一般多采用電力電容器補嘗裝置,即:在感性負載上并聯(lián)電容器??捎秒娙萜鞯臒o功功率來補償感性負載的無功功率,從而減少甚至消除感性負載于電源之間原有的能量交換。在交流電路中,純電阻電路,負載中的電流與電壓同相位,純電感負載中的電流滯后于電壓90°,而純電容的電流則超前于電壓90°,電容中的電流與電感中的電流相位相差180°,能相互抵消。電力系統(tǒng)中的負載大部分是感性的,因此總電流將滯后電壓一個角度。如下圖所示:
將并聯(lián)電容器與負載并聯(lián),則電容器的電流將抵消一部分電感電流,從而使總電流減?。ㄓ蒊變?yōu)镮)',功率因數(shù)提高。并聯(lián)電容器的補償方法又可分為個別補償、分組補償和集中補償三種方式,目的都是為了將功率因數(shù)穩(wěn)定在0.9~1.0之間。在現(xiàn)今可用資源接近匱乏的情況下,除了盡快開發(fā)新能源外,更好地利用現(xiàn)有資源是我們的選擇。對于目前人類所大量使用的電能而言,提高用電系統(tǒng)的功率因數(shù)將是節(jié)約能源、提高效率、改善供電質(zhì)量的最直接方式
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