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功率因数是电力系统中的一个重要参数,它可以衡量电气设备利用率的高低。功率因数越低说明电源的利用率越低。
功率因数的大小与设备的负荷性质有关。比如白炽灯、电阻炉等阻性负荷,由于它内部不含电感线圈和电容,所以不需要无功功率,那么它们的功率因数为1。而电机等感性负载的功率因数都小于1。
提高功率因数的意义为了便于理解,先举个简单例子。
供电公司在某地区有一个变压器,假设该变压器的容量(视在功率)为1000KAV。我们来分析一下当功率因素分别为0.5和0.9时的经济效益。
解:根据功率计算公式可知:P=S*cosΦ
- 当功率因素为0.5时,电源可输出最大有功功率为:P=S*cosΦ=1000KVA*0.5=500KW。
- 当功率因素为0.9时,电源可输出最大有功功率为:P=S*cosΦ=1000KVA*0.9=900KW。
平时我们用电计费都是指有功功率,所以当功率因素为0.5时,该变压器1个小时可以输出500度电;当功率因素为0.9时,该变压器1个小时可以输出900度电。
同样的变压器功率因数0.9相比0.5时,变压器经济效益整整多80%!!!当然,提高功率因数的作用远不止可以提升变压器输出能力,还有很多其他优点。比如:
- 提高设备利用率
- 降低线路损耗
- 改善供电质量
- 得到供电公司奖励
如何提高功率因数首先可以在源头上减少无功功率的需求,比如选择合适的电动机,防止“大马拉小车”的情况。如果电机容量选择比实际需求大,不仅浪费电能、增加损耗,而且还拉低了功率因数。另外尽量避免电动机空载运行。
其次,选择合适容量的变压器。变压器的功率因数不仅和负荷功率因数有关,还与变压器负荷率有关。变压器满载运行时,功率因数比较高。轻载或者空载运行时,功率因数明显降低。如果昼夜负荷波动很大,可以采用两台变压器并列运行。用电多的时候开两台,用电少时就关掉一台。
再次,可以采用人工补偿功率因数。比如在感性负载上并联电容,在容性负载上并联电感。让能量在电感和电容之间交换,减少负载和电源能量的交换。
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