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中級(jí)會(huì)員 | 第16年

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電機(jī)的功率因數(shù)

時(shí)間:2010/11/4閱讀:7150
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什么是電機(jī)的功率因數(shù)
 

電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等,屬于既有電阻又有電感的電感性負(fù)載。電感性負(fù)載的電壓和電流的相量間存在著一個(gè)相位差,通常用相位角φ的余弦cosφ來表示。cosφ稱為功率因數(shù),又叫力率。功率因數(shù)是反映電力用戶用電設(shè)備合理使用狀況、電能利用程度和用電管理水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
    cosφ——功率因數(shù);
    P——有功功率,kW;
    Q——無功功率,kVar;
    S——視在功率,kV。A;
    U——用電設(shè)備的額定電壓,V;
    I——用電設(shè)備的運(yùn)行電流,A。
    功率因數(shù)分為自然功率因數(shù)、瞬時(shí)功率因數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù)。
    (1)自然功率因數(shù):是指用電設(shè)備沒有安裝無功補(bǔ)償設(shè)備時(shí)的功率因數(shù),或者說用電設(shè)備本身所具有的功率因數(shù)。自然功率因數(shù)的高低主要取決于用電設(shè)備的負(fù)荷性質(zhì),電阻性負(fù)荷(白熾燈、電阻爐)的功率因數(shù)較高,等于1,而電感性負(fù)荷(電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī))的功率因數(shù)比較低,都小于1。
    (2)瞬時(shí)功率因數(shù):是指在某一瞬間由功率因數(shù)表讀出的功率因數(shù)。瞬時(shí)功率因數(shù)是隨著用電設(shè)備的類型、負(fù)荷的大小和電壓的高低而時(shí)刻在變化。
    (3)加權(quán)平均功率因數(shù):是指在一定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值.
    提高功率因數(shù)的方法有兩種,一種是改善自然功率因數(shù),另一種是安裝人工補(bǔ)償裝置。
功率因數(shù)是交流電路的重要技術(shù)數(shù)據(jù)之一。功率因數(shù)的高低,對(duì)于電氣設(shè)備的利用率和分析、研究電能消耗等問題都有十分重要的意義。 
    所謂功率因數(shù),是指任意二端網(wǎng)絡(luò)(與外界有二個(gè)接點(diǎn)的電路)兩端電壓U與其中電流I之間的位相差的余弦 。在二端網(wǎng)絡(luò)中消耗的功率是指平均功率,也稱為有功功率, 電路中消耗的功率P,不僅取決于電壓V與電流I的大小,還與功率因數(shù)有關(guān)。而功率因數(shù)的大小,取決于電路中負(fù)載的性質(zhì)。對(duì)于電阻性負(fù)載,其電壓與電流的位相差為0,因此,電路的功率因數(shù)zui大();而純電感電路,電壓與電流的位相差為π/2,并且是電壓超前電流;在純電容電路中,電壓與電流的位相差則為-(π/2),即電流超前電壓。在后兩種電路中,功率因數(shù)都為0。對(duì)于一般性負(fù)載的電路,功率因數(shù)就介于0與1之間。
    一般來說,在二端網(wǎng)絡(luò)中,提高用電器的功率因數(shù)有兩方面的意義,一是可以減小輸電線路上的功率損失;二是可以充分發(fā)揮電力設(shè)備(如發(fā)電機(jī)、變壓器等)的潛力。因?yàn)橛秒娖骺偸窃谝欢妷篣和一定有功功率P的條件下工作。 
    可知,功率因數(shù)過低,就要用較大的電流來保障用電器正常工作,與此同時(shí)輸電線路上輸電電流增大,從而導(dǎo)致線路上焦耳熱損耗增大。另外,在輸電線路的電阻上及電源的內(nèi)組上的電壓降,都與用電器中的電流成正比,增大電流必然增大在輸電線路和電源內(nèi)部的電壓損失。因此,提高用電器的功率因數(shù),可以減小輸電電流,進(jìn)而減小了輸電線路上的功率損失。

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