功率因数的提高

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4.8 功率因数的提高 功率因数的电路的有功功率 P=UI cos ,当电压和电流的大小一 定时，P ,P的大小就取决于 的大小， 定时，P的大小就取决于 cos 的大小，所以 cos 称为功率因素 功率因素。 称为功率因素。 实际中大多数负载都是感性负载，功率因数总是小于1。 实际中大多数负载都是感性负载，功率因数总是小于 。 提高功率因数的意义——主要体现在以下两个方面 一、提高功率因数的意义 主要体现在以下两个方面 1、功率因数的大小直接影响发电、输电、配电设备容量 、功率因数的大小直接影响发电、输电、配电设备容量 的利用率。 的利用率。 例如： 例如：某电源的容量 SN = UN IN = 1000 kV A 若用户： 则电源可发出的有功功率为： 若用户： cos = 1 则电源可发出的有功功率为：

P = UN INcos = 1000kW

无需提供的无功功率。 无需提供的无功功率。

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co 若用户： 则电源可发出的有功功率为： 若用户： s = 0.6 则电源可发出的有功功率为：

P = UN INcos = 600kW而需提供的无功功率为: 而需提供的无功功率为: 所以提高 所以提高 cos 可使发电设备的容量得以充分利用。 可使发电设备的容量得以充分利用。 提高功率因数，可减小线路和发电机绕组的功率损耗。 2、提高功率因数，可减小线路和发电机绕组的功率损耗。 可知，发电机的电压U和输出功率 和输出功率P 根据 P =UI cos 可知，发电机的电压 和输出功率P 一定时，电流I与功率因数成反比。 一定时，电流I与功率因数成反比。线路和发电机绕组 上的功率损耗与功率因数成反比。 上的功率损耗与功率因数成反比。即

Q = UN IN sin = 800kvar

P2 1 P = rI 2 = r 2 2 U cos

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二、提高功率因数的方法： 提高功率因数的方法：提高功率因数的关键是减小电源所负担的无功功率。 提高功率因数的关键是减小电源所负担的无功功率。 关键是减小电源所负担的无功功率 减小电源对感性负载提供的无功功率最常用的方法是 在感性负载的两端并联大小合适的电容 并联大小合适的电容。 在感性负载的两端并联大小合适的电容。 电路如图 I

IC

相量图

+R U

C

L

I1

IC

1

I

U

-

I1

cos

I

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结论：并联电容C后 结论：并联电容C 电路的总电流I减小， 1、电路的总电流I减小，电路总功率因数 cos 增 加 电路总视在功率S减小。 电路总视在功率S减小。 2、感性支路的功率因数 不变。 流I1不变。 三、补偿电容的计算 补偿电容C的大小由所需要的功率因数值 来确定。 补偿电容 的大小由所需要的功率因数值 cos 来确定。

cos 1 不变，感性支路的电 不变，

3、 电路

总的有功功率P不变。 电路总的有功功率P不变。

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I

ICC

相量图I 1 sin 1

+R U IC

L

I1

因为IC=UωC 因为

1

I

UI sin

由相量图可得： I C = I 1sin 1 I sin 由相量图可得：P P 即: U ω C = I 1 sin 1 I sin = Ucos sin 1 Ucos sin 1

I1

P (tan 1 tan ) 所以 C = 2 ωU

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§5-7 功率因数提高客观事实 负载消耗多少有功功率由负载的阻抗角决定。 负载消耗多少有功功率由负载的阻抗角决定。

IL 电源 U负载 Z

S = UIcos =1,

1 P=Scos P=SL

U

一般用户为感性负载 异步电动机、 异步电动机、日光灯

cos =0.7, P=0.7S I

功率因数低带来的问题(1) 电源的利用率降低。电流到了额定值，但功率容量还有 电源的利用率降低。电流到了额定值， (2) 线路压降损耗和能量损耗增大。 I=P/(Ucos ) 线路压降损耗和能量损耗增大。章目录 上一页 下一页 返回 退出

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解决办法分析: 分析 + U _

在负载两端并联电容， 在负载两端并联电容，提高功率因数

IC

原负载 IL IC R L

新负载

1 2

I IC

U

IL

并联电容后，原负载的任何参数都没有改变！ 并联电容后，原负载的任何参数都没有改变！ 并联电容后, 原感性负载取用的电流不变, 并联电容后, 原感性负载取用的电流不变, 吸收的有功无功都不 变，即负载工作状态没有发生任何变化。由于并联电容的电流领 即负载工作状态没有发生任何变化。 先总电流，从相量图上看, 的夹角减小了, 先总电流，从相量图上看, U I 的夹角减小了, 从而提高了电源 端的功率因数cos φ 端的功率因数章目录 上一页 下一页 返回 退出

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补偿容量的确定

IC = I L sin 1 I sin 2P P 将I= , IL = U cos 2 U cos 1 代入

1 2

I IC

U

P IL I I C = (tg 1 tg 2 ) + R U C 补偿后电流？补偿后功率因数？ 补偿后电流？补偿后功率因数？ U 而 I C = UωC L _ P ∴C= (tg 1 tg 2 ) 2 ωUC

I

IL

欠 不要求(电容设备投资增加 经济效果不明显) 全——不要求 电容设备投资增加 经济效果不明显 不要求 电容设备投资增加,经济效果不明显 使功率因数又由高变低(性质不同 过——使功率因数又由高变低 性质不同 使功率因数又由高变低 性质不同) 综合考虑，提高到适当值为宜( 左右)。 综合考虑，提高到适当值为宜 0.9 左右 。 补偿容 量不同章目录 上一页 下一页 返回 退出

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补偿容量也可以用功率三角形确定： 补偿容量也可以用功率三角形确定： QC QL Q = Q L Q = P (tgφ tgφ ) 1 2 QC = ωCU 2 ∴ C = P 2 (tgφ tgφ ) 1 2

1 2P

Q

ωU

思考：能否用串联电容提高 ? 能否用串联电容提高cos单纯从提高cos 看是可以，但

是负载上电压改变了。 单纯从提高 看是可以，但是负载上电压改变了。在电 网与电网连接上有用这种方法的，一般用户采用并联电容。 网与电网连接上有用这种方法的，一般用户采用并联电容。章目录 上一页 下一页 返回 退出

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功率因数提高后， 线路上电流减少， 功率因数提高后 ， 线路上电流减少 ， 就可以带更 多的负载，充分利用设备的能力。 多的负载，充分利用设备的能力。 再从功率这个角度来看 : 并联C后 ， 电源向负载输送的有功 L cos 1=UI 并联 后 电源向负载输送的有功UI cos 2 不 变 ， 但 是 电 源 向 负 载 输 送 的 无 功 UIsin 2<UILsin 1 减少了 ， 减少的这部分无功就由电 减少了， 容“产生”来补偿，使感性负载吸收的无功不变，而 产生”来补偿，使感性负载吸收的无功不变， 功率因数得到改善。 功率因数得到改善。

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例.

已知： 滞后)。 已知：f=50Hz, U=380V, P=20kW, cos 1=0.6(滞后 。要 滞后 使功率因数提高到0.9 , 求并联电容 。 I 求并联电容C。 使功率因数提高到 IC + + P=20kW cos 1=0.6 C U _

R L

IL

U_

C

解： 由cosφ1 = 0.6 得 φ1 = 53.13o

由cosφ2 = 0.9 得 φ …… 此处隐藏：1670字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……