功率因数的提高
功率因数是正弦交流电路的重要参数之一。由上分析可知,电压、电流的相位差决定功率因数的高低。另外,功率因数的大小直接影响电源潜能的发挥和电源效率的提高。以电动机为例,额定负载下的功率因数为0.8左右,二轻在下通常只有0.4~0.5左右。因此,设法提高功率因数对于提高电网的利用率,减小电能的损失等有着非超重要的意义。
一般来说,提高功率因数有两方面的意义。一是减小线路上的功率损失。因为负载总是在一定电压U和有功功率P的条件下工作,
cos,由公式I=P/(U)可知,功率因数越低,线路上的电流越大,则电
2路上的铜耗()越大;另外,线路上的电流越大,则线路上的电IR
压降越大,从而导致负载端的电压降低,影响供电质量。二是可以提高供电设备(如发电机、变压器等)的利用率。因为任何供电设备,其额定视在功率是一定的,功率因数越高,所能提供有功功率的比例就越大,而无功功率(交换能量的规模)的比例就越小,从而可以提高供电设备的利用率。例如,容量为15000kVA的发电机,若功率因数由0.6提高到0.8时,就可以使发电机实际发电能力提高3000kW。
实际中,电网所借的负载大多是感性的,提高功率因数通常的做法是在感性负载两端并联电容。因为电容和电感元件上无功功率有互补作用,所以在电网中接入电容可以减小电感和电网之间的无功交换,即可以提高负载的功率因数。
I+
RIC
I1CU
L
-
I,10i,U,10,I,6,4i,I,6,8i取 C1
90 10
12060
8
6
15030 4
2
1800
210330
240300
270
由向量图:
PPPI,Isin,,Isin,,sin,,sin,,(tan,,tan,)C1111Ucos,Ucos,U1
I,,CU再利用,结合上式,有 C
P
C,(tan,,tan,)1 2
,U