功率因數(shù)相關(guān)知識

一、功率相關(guān)概念

1.電功率：電流在單位時間內(nèi)所做的功叫做電功率。它是表示電流做功快慢的物理量，用P表示，它的單位是瓦特（Watt），簡稱"瓦"，符號是W。電功率等于導(dǎo)體兩端電壓與通過導(dǎo)體電流的乘積。

2.有功功率

在交流電路中，消耗在電阻元件上、不可逆轉(zhuǎn)換的那部分功率（如轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、光能?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/1472/" target="_blank">機械能）稱為有功功率，簡稱“有功”，用“P”表示，單位是瓦（W）或千瓦（KW）。它是交流電在一個周期內(nèi)瞬時功率的平均值，故又稱平均功率。大小等于電阻元件兩端電壓有效值與通過電阻元件中電流有效值的乘積。

3.無功功率

在交流電路中，電感性或電容性的元件，通電后便會建立起電感線圈的磁場或電容器極板間的電場。在交流電每個周期內(nèi)的上半部分（瞬時功率為正值）時間內(nèi)，它們將會從電源吸收能量以建立磁場或電場，而下半部分（瞬時功率為負值）的時間內(nèi)，其建立的磁場或電場能量又返回電源。即電源的能量與磁場能量或電場能量進行著可逆的能量轉(zhuǎn)換，并不消耗功率。將電感或電容元件與交流電源往復(fù)交換的功率稱為無功功率，簡稱“無功”，用“Q”表示。單位是乏（Var）或千乏(KVar)。

4.視在功率

交流電源所能提供的總功率，稱為視在功率，在數(shù)值上是交流電路中電壓與電流的乘積。視在功率用S表示。單位為伏安（VA）或千伏安（KVA）。它通常用來表示交流電源設(shè)備（如變壓器）的容量大小。它包括有功功率和無功功率。

二、功率因數(shù)相關(guān)知識

1.功率因數(shù)的概念

在交流電路中，電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數(shù)，用符號cosΦ表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。有功功率和視在功率的比叫功率因數(shù)。它是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個系數(shù)。

2.電氣設(shè)備功率因數(shù)低的原因

功率因數(shù)低的原因是常用電氣設(shè)備是電感性的負載，除白熾燈、電阻、電熱器等功率因數(shù)接近于1外，其他如交流電動機、變壓器，電抗器、架空線路及電氣儀表的功率因數(shù)都小于1。生產(chǎn)中最常見的交流異步電動機在空載時的功率因數(shù)只有0.20.3，輕載時約為0.5左右，額定負載時約為0.70.9。其它設(shè)備如工頻爐、電焊變壓器以及日光燈等，負載的功率因數(shù)也都較低。這樣供電設(shè)備的容量不能得到充分利用，例如容量為1000kVA的變壓器，如果cos =1,即能送出1000kW的有功功率；而在cos =0.7時，則只能送出700kW的有功功率。

3.提高功率因數(shù)的意義

1）可以提高發(fā)電機、變壓器等用電設(shè)備有功功率的輸出，從而提高設(shè)備利用率，降低成本。

2）可以減少電力系統(tǒng)的電能損耗，改善供電質(zhì)量。

3）可以減少電力線路的電壓損失，滿足末端用戶電壓要求。

4）通過各元件損失的減少及功率因數(shù)提高的電費優(yōu)惠減少用戶的電費支出。

4.提高功率因數(shù)的方法

1）提高自然功率因數(shù)，包括合理選擇電氣設(shè)備，避免變壓器輕載運行，合理安排工藝流程。

2）通過人工補償提高功率因數(shù)，最常用的是并聯(lián)補償電容器。

3）條件允許時，盡量采用同步電動機和同步調(diào)相機。

5.功率因數(shù)補償電容器

1）單相并聯(lián)補償電容器主要由芯子、外殼和出線等幾部分組成。用金屬箔與絕緣紙或塑料薄膜疊起來一起卷繞，由若干元件、絕緣件和緊固件經(jīng)過壓裝而構(gòu)成電容芯子，并浸漬絕緣油。電容極板的引線經(jīng)串、并聯(lián)后引至出線瓷套管下端的出線連接片。電容器的金屬外殼內(nèi)充以絕緣介質(zhì)油。

2）低壓補償電容器應(yīng)有單獨的操作開關(guān)，操作開關(guān)采用負荷開關(guān)，自動空氣開關(guān)等。電容器應(yīng)有短路保護裝置，用熔斷器保護時，熔絲額定電流不應(yīng)大于電容器額定電流的1.65倍。

3）運行中的電容器應(yīng)注意以下幾點：

（1）電容器組的長時間運行的電壓不超過電容器額定電壓的1.1倍。

（2）電容器組的運行電流不超過其額定電流的1.3倍。

（3）電容器室的環(huán)境溫度不超過40度。

（4）當(dāng)發(fā)現(xiàn)電容器外殼爆炸、電容器噴油或起火、電容器接頭嚴重過熱、電容器套管嚴重放電等應(yīng)立即切斷電源，退出運行。