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提高功率因数的方法(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/10/31 15:27:23   

用电功率因数是指用电负荷的有功功率与实在功率的比值。电力用户用电设备,如变压器、感应电动机、电力线路等,除从电力系统吸取有功功率外,还要吸取无功功率。无功功率仅完成电磁能量的相互转换,并不作功。无功和有功同样重要,没有无功,变压器不能变压,电动机不能转动,电力系统不能正常运行。无功功率的消耗导致用电功率因数降低,因而占用了电力系统发供电设备提供有功功率的能力,或增加了发送无功功率的设施,同时也增加了电力系统输电过程中的有功功率损耗。因而世界各国电力企业对电力用户的用电功率因数都有要求,并按用户用电功率因数的高低在经济上给予奖惩。

随着经济的日益发展,电力需求不断提高, 伴随而来的突出问题是能源无效的巨大消耗,资源利用率低下电力系统是一庞大的系统,其电能损耗的数值相当可观,能源的合理配置是极需解决的问题。功率因数是决定发供电系统经济效益的一个极为重要的因素,它直接反映了系统中有功功率与无功功率的分配1对于发供电系统来说,对负荷不但要求有高的负荷率,而且也要求有高的功率因数.

1、电力网络的功率因数

电力网络除了要负担用电负荷的有功功率P,还要负担负荷的无功功率Q1有功功率P、无功功率Q和视在功率S之间存在下述关系:

S=P2+Q2而P与S之比即:PS=cosφ

被定义为电力网络的功率因数,其物理意义是线路的视在功率S供给有功功率的消耗所占百分数1在电力网的运行中,我们所希望的是功率因数越大越好,如能做到这一点,则电路中的视在功率将大部分用来供给有功功率,以减少无功功率的消耗

2、低功率因数的不利表现

2.1、电流大对于一个给定的负荷,当供电电压一定时,则功率因数越低,电流就越大,因为;Ic=P3Ucosφ

(1)式中:P为用电负荷的有功负荷;U为线电压

可见,供电电流Ic与功率因数成反比。我们知道,发电机与变压器的额定容量都是正比于其输出电流,从而也就反比于功率因数,所以,在供出同样功率的条件下,电压一定时,功率因数越低,则要求发电机与变压器的容量也就越大,因此,发电机与变压器的投资也就越高。

2.2、铜损大在一定的负荷下,输电线路功率因数低时,其铜损大1线路损失公式如下:&P=3I2c×R×10-3(kW)

把(1)代入其中就得到:&P=3P23UP2cos2φ×R×10-3=P2×R×10-3U2cos2φ(kW)=K×1cos2φ

由此可见,设备的铜损正比于电流的平方,从而反比于功率因数的平方1功率因数越低,则电气设备中的铜损就越大,效率也就越低1与此相似,当系统的功率因数很低时,对于传递同样的功率,则电流加大。所以若导线尺寸相同,则电能传输系统意味着有更大的能量损失,或者说,对于同样的能量损失,要求有更粗的导体。

2.3、投资高从公式(1)可知,对于一给定的负荷,在低功率因数下,母线的截面、保护开关的导电面积,都必须加大才能通过更大的电流,故此,投资亦需增加。

3低功率因数产生的主要原因

3.1励磁电流的影响

变压器都带有励磁电流,它对于感应电势来说,总是滞后的在正常情况下,励磁电流不致影响功率因数,但当轻负荷运行时(如一个居民区的配电变压器在夜间主要供应照明负荷,因此,半夜以后照明负荷急剧减少,配电变压器就进入轻负荷),原端功率因数就降低。

来源:21ic
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