功率因數是什么

關注：19 發布時間：2021-10-16 14:48:41

1功率因數是多少？在工業企業中，電機、變壓器等電氣設備具有電感特性。它們工作時，不僅要吸收電網的有功功率做功，還要吸收電網的無功功率建立磁場。功率因數cos反映有功功率占總電功率的比例，即有功功率與視在功率之比，是衡量電氣設備效率的一個系數。功率因數越接近1，消耗的無功功率越少，功率的有效利用率越高。相反，功率因數越低，消耗的無功功率越多，功率沒有得到充分有效的利用。有功功率p、無功功率q和視在功率s的關系如下。

可以看出，電氣設備的有功功率不僅隨電壓和電流的大小而變化，還隨電壓和電流的相位差而變化。當電路中的有功功率不變時，無功功率需求越大，視在功率越大。為了滿足電氣設備的需要，需要增加變壓器和線路的容量。這不僅增加了投資，而且增加了設備和線路的損耗，浪費了電力。此外，無功需求的增加也增加了變壓器和線路的電壓損耗，惡化了電能質量。因此，有必要提高功率因數，以減少無功功率損耗。

2.提高功率因數的措施

1）提高自然功率因數

一般來說，異步電動機占工礦企業無功功率的60%以上，電力變壓器約占20%。所以電力系統的自然功率因數是滯后的，小于1。為了提高系統的功率因數，必須設法改善異步電動機和電力變壓器的運行條件，從而提高自然功率因數。提高自然功率因數的措施主要包括以下幾個方面：

異步電動機的合理選擇。異步電動機的功率因數在額定負載(功率)時為0.85~0.9，而空載時僅為0.2~0.3。空載或輕載時的效率也必須降低。因此，應根據負載特性和運行條件，合理選擇異步電動機的容量，使其工作在高效率和高功率因數的范圍內。

工礦企業使用的異步電機很多，總是希望電機在選擇時有較大的余量，導致很多情況下出現“大馬拉小車”的現象。這是工業企業功率因數低的重要原因之一。對于負載不足的異步電機，可以用鉗形電流表測量電流，或者通過繪制負載曲線來確定合適的電機容量，然后用小容量電機來代替。用小容量電機代替負載不足的大容量電機，一般可以提高功率因數20%左右；一般當電機負載高于70%時，是無法更換的。當電機負荷低于40%時，應在評估節能效果后合理更換。

輕載電機降壓運行。輕載電機降壓運行可以降低其無功功率要求，從而提高供電系統的功率因數。當然，降壓運行也降低了電機的輸出轉矩，這一點必須充分考慮。一般認為當電機負載系數低于0.45時。將正常運行時接線的電機改為y接線更為合理，這樣功率因數和效率都會得到提高。

電力變壓器的合理運行。電力變壓器不適合輕載運行，因為變壓器一次側的功率因數不僅與負載的功率因數有關，還與負載率有關。變壓器滿負荷運行時，一次側功率因數只比二次側低3% ~ 5%；如果變壓器在輕載下運行，當負載率小于0.6時，一次側的功率因數會顯著降低，達到11%~18%。所以負荷率在0.6以上的時候電力變壓器更經濟，一般75%~80%更合適。為了充分利用設備，提高功率因數，電力變壓器不在輕負載下運行。當變壓器負載率小于30%時，容量較小的變壓器

異步電機同步運行。對于負載率不大于0.7，比較大負載不大于90%的繞線式異步電動機，需要使其同步運行，即繞線式異步電動機啟動時，向轉子三相繞組輸入dc勵磁，即產生轉矩使異步電動機轉入同步運行，其運行狀態與同步電動機相似。在過度勵磁的情況下，電機可以向電網傳輸無功功率，從而達到提高功率因數的目的。

2）提高功率因數的補償法

所謂補償法，就是利用有無功功率的設備補償停電所需的無功功率，從而提高功率因數。有了補償方式，無疑需要增加補償設備。因此，總體而言，應首先采用提高自然功率因數的方法，但當功率因數達不到供電部門或設計規范要求時，應采用專用補償設備進行補償。常用的無功補償方法有：使用并聯電容、選擇同步電機、使用同步相機等。

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