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领步浅析:提高功率因数的意义与方法

返回列表来源:领步电能质量发布时间:2016-07-06加入收藏关注:-

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          在当今大工业自动化设备大量集中使用的年代,用电设备越来越多。电能在国民经济发展中占有举足轻重的地位,随着电动机等设备的大量使用,线路中的功率因数下降,无功功率增加,有功功率降低,是各大中企业关注的问题,为此提高功率因数、降低无功损耗、改善电网供电质量就显得尤为重要。


功率因数的定义
          在电力系统中,电动机及其它带有线圈(绕组)的设备很多,这类设备除了从电源取得一部分功率作有用功之外,还将额外消耗一部分功率用来建立线圈磁场。平时我们所说的功率,如:电动机、电热器、电灯等都是指有功功率(P),计量仪表也叫有功电度表,是电业部门收取电费的依据;额外消耗的那部分功率叫做无功功率(Q);变压器、发电机的容量是指视在功率(S),它们三者之间的关系为S=P^2+Q^2。
          功率因数(也称力率)就是反映用电设备或供电系统中有功功率占视在功率的比例,用cosφ表示,公式为cosφ=P/S,这些都是在电工学中已有的知识,这里不再赘述。


功率因数的意义
          工业上用电设备主要都是电动机,而且用电量都相对较大。电动机是感性负载,感性负载的功率因数都小于1,一般在0.7~0.85之间。一台容量为1000kVA的变压器,在功率因数为1时能够带动1000kW的负荷,如果功率因数为0.7时就只能带动700kW的负荷,这台变压器的出力变小了。因此当电动机额定出力不变、供电电压不变的情况下(我们国家用电器电压标准为线电压380V,相电压220V),如果功率因数低,线路的电流将增大,由于电线有阻值,因此电流大就意味着电线的线损越大(P'=R×I2)。为此,全国用电规则规定,在100kVA及以上电力用户的功率因数必须在0.85以上。我们公司在实际运行过程中,保证供电系统的功率因数在0.93以上,争取达到0.95以上,故提高功率因数具有重要的意义。
          (1)提高功率因数可以提高用电质量,改善设备运行条件,可保证设备在正常条件下工作,有利于安全生产。
          (2)提高功率因数可节约电能,降低生产成本,减少企业的电费开支。例如:当cosθ=0.5时的损耗是cosθ=1时的4倍。
          (3)提高功率因数能提高企业用电设备的利用率,充分发挥企业的设备潜力。
          (4)提高功率因数可减少线路的功率损失,提高电网输电效率。
          (5)提高功率因数可以使发电机能做出更多的有功功率。
          功率因数是电力系统的一个重要的技术数据,是衡量电气设备效率高低的一个系数。在实际用电过程中,提高负载的功率因数是有效的提高电力资源利用率的方式。功率因数低,说明电路用于交变磁场转换的无功功率大,从而降低了设备的利用率,增加了线路供电损失。


提高负载因数的几种方法
          提高负载因数可分为提高自然功率因数法和采用人工补偿法两种方法。


1、提高自然因数的方法
          (1)恰当选择电动机容量,减少电动机无功消耗,容量选择不宜过大。

          (2)对平均负荷小于其额定容量40%左右的轻载电动机,可将线圈改为三角形接法(或自动转换)。
          (3)避免电机长时间空载运行。
          (4)合理配置变压器,恰当地选择其容量。
          (5)调整生产班次,均衡用电负荷,提高用电负荷率。
          (6)改善配电线路布局,尽量减小用电设备与电源的距离,避免线路曲折迂回。

2、采用人工补偿的方法
          实际中可使用电路电容器补偿装置或调相机,一般多采用电力电容器补尝装置,即:在感性负载上并联电容器。可用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功功率,从而减少甚至消除感性负载于电源之间原有的能量交换。在交流电路中,纯电阻电路,负载中的电流与电压同相位,纯电感负载中的电流滞后于电压90°,而纯电容的电流则超前于电压90°,电容中的电流与电感中的电流相位相差180°,能相互抵消。电力系统中的负载大部分是感性的,因此总电流将滞后电压一个角度。
          若将并联电容器与负载并联,则电容器的电流将抵消一部分电感电流,从而使总电流减小(由I变为I)',功率因数提高。并联电容器的补偿方法又可分为个别补偿、分组补偿和集中补偿三种方式,目的都是为了将功率因数稳定在0.9~1.0之间。在现今可用资源接近匮乏的情况下,除了尽快开发新能源外,更好地利用现有资源是我们的选择。对于目前人类所大量使用的电能而言,提高用电系统的功率因数将是节约能源、提有效率、改善供电质量的Z直接方式。

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