功率因素与能
功率因数的实际意义
提高功率因数的实际意义1．对于电力系统中的供电部分，提供电能的发电机是按要求的额定电压和额定电流设计的，发电机长期运行中，电压和电流都不能超过额定值，否则会缩短其使用寿命，甚至损坏发电机。
由于发电机是通过额定电流与额定电压之积定额的，这意味着当其接入负载为电阻时，理论上发电机得到完全的利用，因为P=U*I*cosØ中的cosØ=1；但是当负载为感性或容性时，cosØ<1,发电机就得不到充分利用。
为了最大程度利用发电机的容量，就必须提高其功率因数。
2．对于电力系统中的输电部分，输电线上的损耗：Pl=RI*I，负载吸收的平均功率：P.=V*I*cosØ ，因为I=P./V/ cosØ，所以Pl=R*P./V/cosØ（V是负载端电压的有效值）。
由以上式可以看出，在V和P都不变的情况下，提高功率因数cosØ会降低输电线上的功率损耗！在实际中，提高功率因数意味着：1) 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，这就有利于安全生产。
2) 可节约电能，降低生产成本，减少企业的电费开支。
例如：当cosØ=0.5时的损耗是cosØ=1时的4倍。
3) 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) 可减少线路的功率损失，提高电网输电效率。
5) 因发电机的发电容量的限定，故提高cosØ也就使发电机能多出有功功率。
在实际用电过程中，提高负载的功率因数是最有效地提高电力资源利用率的方式。
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，更好利用现有资源是我们解决燃眉之急的唯一办法。
而对于目前人类所大量使用和无比依赖的电能使用，功率因数将是重中之重。
三．提高负载因数的几种方法可分为提高自然功率因数和采用人工补尝两种方法：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，防止“大马拉小车”。
功率因数和效能
功率因数和效能功率因数和效能是电力系统中两个重要的概念，它们关系着电力的传输和利用效率。
本文将对功率因数和效能进行详细解析，从而帮助读者更好地理解和应用这两个概念。
一、功率因数功率因数是指电路中的有功功率与视在功率之比。
在交流电路中，有功功率是真正用于做功的功率，而视在功率则是电路中总功率。
功率因数的大小可以反映电路中的有功功率和无功功率之间的比例关系。
功率因数的取值范围在-1到1之间，且越接近1表示电路中的有功功率占比越高，电能利用效率也越高。
当功率因数等于1时，说明电路中只有有功功率，没有无功功率，此时电能的利用效率最高。
而当功率因数小于1时，说明电路中存在一定比例的无功功率，电能的利用效率会下降。
功率因数的计算公式为：功率因数 = 有功功率 / 视在功率二、功率因数的影响功率因数的大小直接影响着电能的传输和利用效率。
当功率因数较低时，电流与电压之间的相位差较大，这会导致电路中存在较多的无功功率，造成电能的浪费和损耗。
同时，功率因数较低也会增加电网的负荷，降低电网的稳定性。
为了提高功率因数，人们通常采取以下措施：1. 安装功率因数校正装置：通过引入补偿电容器或电感器，可以改善电路中的功率因数，减少无功功率的损耗。
2. 控制电力设备的使用：合理安排电力设备的使用时间和功率，避免电力设备同时启动造成峰值负荷，从而降低功率因数的下降。
三、效能效能是指电能转化或传输过程中的损耗程度。
在电力系统中，电能的传输和利用会伴随着一定的能量损耗，这是由于电缆、变压器、电机等电力设备的内阻、电流、电压等因素所引起的。
效能通常用百分比来表示，其计算公式为：效能 = （输入电能 - 输出电能）/ 输入电能 * 100%效能越高，表示电能的损耗越小，电能的利用效率越高。
为了提高效能，人们通常采取以下措施：1. 优化电力系统结构：合理设计电力系统的拓扑结构，降低电能传输过程中的能量损耗。
2. 提高设备的能效：选择能效较高的电力设备，减少能量转化过程中的损耗。
提高功率因数与节能降损的关系
提高功率因数与节能降损的关系功率因数是电力系统中重要的参数之一。
它是指电流与电压之间的相位差，也就是电力系统实际使用的有功功率与视在功率之比。
视在功率是指电路中电流与电压的积，而有功功率是指电路中能够进行有益功效的功率。
在理想状态下，所有的能量都能够被有效地利用，即功率因数等于1。
但是，在现实情况下，由于电力系统中自然电感、变压器、电容、电感等元件的存在，会使得电流与电压之间发生位移，从而导致功率因数小于1。
这种情况下，电力系统的效率降低，能量浪费增加，同时也可能影响到设备的正常运行，因此提高功率因数非常重要。
提高功率因数有助于节能降损。
当电流和电压之间相位差减小时，电力系统中通过的电流也会相应减少，从而降低了传输的能量损耗。
同时，也减少了电线电缆和设备的电流和热量负荷，提高了电线电缆和设备的使用寿命。
除此之外，提高功率因数也可以减少电流波动和电压波动等现象，提高电力系统的稳定性，确保设备正常运行。
现代电力系统的稳定运行需要更高质量的电力供应，以适应不断增长的电能需求。
因此，提高功率因数已经成为电力系统中的一个重要任务，可以通过以下几种方法来实现：1. 安装容性补偿设备。
在电力系统中，容性补偿装置可以通过提供适当的电容来减小电路中的电感对应的电流延迟，从而增加功率因数。
2. 通过节能降损改善发电机及设备的效率。
在发电站中，通过维修、更新和替换陈旧的设备和元件，可以大大提高发电机和设备的效率，从而降低能量损失和延长设备的寿命。
3. 合理的电网规划和电力调度。
通过有效利用电网资源，调整电力负荷，可达到最佳的能源分配方案，保证用电质量稳定，从而提高功率因数。
综上所述，提高功率因数可以有效的节能降损，减少设备损耗，并提高电力系统的稳定性。
随着现代工业的不断发展，提高功率因数也将成为电力系统管理的重点和必要措施之一。
电机功率因数与能耗等级的关系
电机功率因数与能耗等级的关系
电机功率因数与能耗等级之间存在密切的关系。
电机功率因数是指电机输入和输出的有功功率之比，它反映了电机的有功功率使用率。
一个功率因数较高的电机，能够充分利用电流中的有用功率，降低无效功率的浪费，从而提高电机的效率和能效。
在能耗等级方面，电机功率因数越高，能耗等级越低。
这是因为功率因数越高，电流中无效功率所占比例越小，电机的有效使用率越高，能效也越好，从而能够降低电机的能耗。
因此，选择功率因数较高、能耗等级较低的电机有利于降低能耗。
为了提高电机功率因数，可以采取多种措施。
首先，在选用电机设备时，应重视选择功率因数高的电机设备。
其次，通过电容补偿来提高电机的功率因数。
此外，在电机系统中加入谐波滤波器，减少谐波对电机的影响，也可以提高电机的功率因数。
总之，电机功率因数是影响电机能耗的一个重要指标。
在选用电机设备时，应重视功率因数的影响，并采取相应的措施来提高电机的功率因数，降低电机的能耗。
这样可以实现节能减排，减少能源浪费，对环境保护具有积极的作用。
电动机的功率因数
电动机的功率因数功率因数=有功功率/视在功率视在功率=有功功率+无功功率有功功率是真有用到的功率，无功功率是存储有理性负载中，并没有被真实运用到的功率。
在相同的有功功率条件下，功率因数越大，所需视在功率越小，电流也就越小。
异步电动机的功率因数是衡量在异步电动机输入的视在功率（即容量等于三倍相电流与相电压的乘积）中，真实耗费的有功功率所占比重的巨细，其值为输入的有功功率P1与视在功率S之比，用来标明。
电动机在作业中，功率因数是改动的，其改动巨细与负载巨细有关，电动机空载作业时，定子绕组的电流根柢上是发作旋转磁场的无功电流重量，有功电流重量很小。
此刻，功率因数很低，约为0.2分配，当电动机带上负载作业时，要输出机械功率，定子绕组电流中的有功电流重量添加，功率因数也随之跋涉。
当电动机在额外负载下作业时，功率因数到达最大值，通常约为0.70.9。
因而，电动机应防止空载作业，防止“大马拉小车”景象。
电动机的功率因数:电网中的电力负荷如电动机、变压器等，归于既有电阻又有电感的电理性负载。
电理性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，通常用相位角φ的余弦cosφ来标明。
cosφ称为功率因数，又名力率。
功率因数是反映电力用户用电设备合理运用状况、电能运用程度和用电处理水平的一项首要方针。
cosφ——功率因数；P——有功功率，kW；Q——无功功率,kVar；S——视在功率,kV。
A；U——用电设备的额外电压,V；I——用电设备的作业电流,A。
功率因数分为天然功率因数、瞬时功率因数和加权均匀功率因数。
(1)天然功率因数：是指用电设备没有设备无功抵偿设备时的功率因数，或许说用电设备自身所具有的功率因数。
天然功率因数的凹凸首要取决于用电设备的负荷性质，电阻性负荷(白炽灯、电阻炉)的功率因数较高，等于1，而电理性负荷(电动机、电焊机)的功率因数比照低，都小于1。
(2)瞬时功率因数：是指在某一霎时刻由功率因数表读出的功率因数。
二级能效电机和三级能效电机功率因数
二级能效电机和三级能效电机功率因数一、引言随着节能环保意识的不断提高，电机在工业和家庭领域的应用越来越广泛。
而电机的功率因数是衡量电机效率和能耗的重要指标之一。
本文将介绍二级能效电机和三级能效电机的功率因数及其在节能环保方面的优势。
二、二级能效电机功率因数二级能效电机采用了先进的无传感器控制技术，通过电机自身对电流和转矩进行监测和调节，以实现高效能耗和高功率因数。
与传统的单级能效电机相比，二级能效电机具有以下优势：1.高功率因数：二级能效电机在运行时能够保持较高的功率因数，通常可以达到0.95以上。
这意味着电机在输出相同功率的情况下，所需的输入电流更小，减少了电网的负荷压力，提高了电力系统的稳定性。
2.高效能耗：由于采用了先进的控制技术，二级能效电机在运行时能够实现更高的效能耗，即更高的机械输出功率与电能输入功率比值。
这不仅可以减少能源消耗，还可以降低运行成本。
3.稳定可靠：二级能效电机的控制系统具有较高的稳定性和可靠性，能够适应各种工作环境和负载条件。
同时，电机本身的设计和制造质量也得到了提高，提高了电机的寿命和稳定性。
三、三级能效电机功率因数三级能效电机是在二级能效电机基础上的进一步升级，采用了更先进的控制技术和材料。
相较于二级能效电机，三级能效电机在功率因数方面有更大的优势：1.超高功率因数：三级能效电机通常可以实现超过0.98的功率因数，甚至接近1。
这意味着其在运行时几乎没有无功功率损耗，在电力系统中对电网的影响几乎可以忽略不计。
这对于提高电力系统负载能力和稳定性非常重要。
2.极高效能耗：三级能效电机的控制技术和材料的进一步升级，使其在运行时能够实现更高的效能耗。
与传统电机相比，三级能效电机可以提高20%以上的效能耗，从而实现更高的能源利用率和节能效果。
3.先进可靠：三级能效电机的控制系统采用了更先进的算法和传感器技术，可以实时监测和调节电机的运行状态，提高了电机的稳定性和可靠性。
同时，电机的设计和制造过程也更加严格，提高了电机的寿命和可靠性。
电能表及功率因数基础知识
视在功率与功率因数在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：Q=U×Isinφ，其中的φ指的是电压和电流的相位差。
在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。
这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
视在功率≠有功+无功视在功率apparent power S=UI有功功率active power P=UI * cosφ无功功率reactive power Q=UI *sinφ无功功率分电感性无功和电容性无功，这两种是互补的。
在实际的电路中，由于以感性负载为主，无功功率通常都是电感性无功，为了减少这类无功，提高功率因数就得用电容性无功去补偿电感性无功，提高整个电路的功率因数功率三角形是表示视在功率S、有功功率P和无功功率Q三者在数值上的关系三角形。
其中φ是u(t)（瞬时电压）与i(t)（瞬时电流）的相位差, 也称功率因数角，电能测量四象限的定义:测量平面的横轴表示电压向量U （固定在横轴），瞬时的电流向量用来表示当前电能的输送，并相对于电压相量U 具有相位角Φ。
逆时针方向Φ角为正。
四象限的示意图如图1所示：A —有功电能；R —无功电能；R L —感性无功电能；R C —容性无功电能1、当系统向用户输送有功和无功时，电能表工作在第Ⅰ象限，电能表显示有功是正值，无功也是正值；这最常见的一种方式，大部分用户也都是这种方式；2、当系统向用户输送无功，用户向系统反送有功时，电能表工作在第Ⅱ象限，电能表显示有功是负值，无功是正值；有些自发电的用户在有功电能发的多的情况下，可能有有功电能向网上送的情况；3、当用户向系统反送有功和无功时，电能表工作在第Ⅲ象限，电能表显示有功是负值，无功也是负值；有些自发电的用户在内部没有负荷时，出现和专业电厂一样，有功和无功全部向网上输送；4、当系统向用户输送有功，用户向系统反送无功时，电能表工作在第Ⅳ象限，电能表显示有功是正值，无功是负值；说明该用户在从网上取有功，但内部电容器等投多了，向网上输送无功；电力系统中的正向功率和反向功率是什么东西？为什么要分正向功率和反向功率答：正向功率就是吸收系统的有用功，反向功率就是向系统输送有用功。
功率因数的选择-概述说明以及解释
功率因数的选择-概述说明以及解释1.引言1.1 概述功率因数是在电力系统中非常重要的一个概念。
它是指交流电路中有用功和视在功之间的比值。
有用功是能够做功的电功率，而视在功则是交流电路中实际存在的功率。
在电力系统中，功率因数直接影响着电路的效率和稳定性。
选择合适的功率因数对于电力系统的正常运行至关重要。
一个低功率因数会导致电力系统中的损耗增加，电流增大，这会对输电线路和变压器等设备产生负荷，在供电设备上产生过载和损坏。
同时，低功率因数还会使电力系统的能耗增加，造成资源浪费。
因此，选择合适的功率因数是非常重要的。
一个合适的功率因数应该能够最大限度地提高电力系统的效率，减少能耗和损耗，并且保证设备的正常运行。
在选择功率因数时，需要考虑到电流和电压的相位角以及负载的特性。
根据不同的电路特点和负载要求，选择适当的功率因数可以优化电力系统的性能。
值得注意的是，功率因数优化也是未来电力系统发展的一个重要方向。
随着人们对能源效率和可再生能源的重视，电力系统需要更加高效地利用能源资源。
因此，未来的功率因数优化将更加注重能源的可持续利用和环境保护。
该领域的研究也将在智能电网和清洁能源等方面取得更多的进展。
综上所述，功率因数的选择对于电力系统的正常运行和能源利用至关重要。
选择合适的功率因数可以提高电力系统的效率和稳定性，并且减少能耗和损耗。
未来，功率因数优化将成为电力系统发展的一个重要方向，以更加高效地利用能源资源。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
下面将对每个部分的内容进行简要介绍。
引言部分包括概述、文章结构和目的。
首先，概述部分将简要阐述功率因数的背景和重要性。
其次，文章结构部分将介绍本文的整体框架和各个章节的主要内容。
最后，目的部分将明确本文的目标和意图，指出针对功率因数选择问题的重要性以及解决方案的探讨方式。
正文部分将分为两个主要小节，分别是功率因数的定义和意义以及选择合适的功率因数的重要性。
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影响功率因素的能源绩效参数
2. 供电电压
高于额定10%时，由于磁路饱和，无功增加 35%左右 低于额定值时，功率因数有提高，但可能影 响设备正常工作
影响功率因素的能源绩效参数
3. 其他方面 • 设备自身的功率因数 • 电网频率的波动 • 电机和变压器的材质
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如何提高功率因素
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
对于大容量风机、水泵、空气压缩机 等，有条件的采用同步电动机拖动
如何提高功率因素
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
人工补偿 • 在供电系统中，绝大多数用电设备都具有
电感的特性 • （如：感应电动机、电力变压器，电焊机
等） • 提高功率因数，最常用的方法就是与电感
性负载并联静电电容器
2. 线路铜损大 为线路铜损（kW），R为电路电阻 设备的铜损正比于电流的平方
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影响功率因素的能源绩效参数
1. 异步电动机及变压器的负载情况 电动机负载与功率因数关系
负载率 0 cosφ 0.2
25% 0.5
50% 0.77
75% 0.85
100% 0.88
变压器
无功功率约为额定容量的10%～15%，空载 时，无功功率约为满载时的1/3
不足：企业内部电动机分 散在线路末端，形成 内部输配电网络，这 部分无功无法补偿
在10kV以下电网的无功总量中，变压器占30％左右，低压设备占65％以上。
如何提高功率因素
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
补偿方法： 2. 个别（就地）补偿 即把无功补偿器直接接在异步电动机旁或进线端上
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优点：
从源头上转化了无功能量，减少线 路损耗能量，降低视在功率 不足：
一次性投资金额较大，后期维护难 度大
只在电气设备运行时投入，利用率 低
功率因素节能试算
例1：一台20kW的电动机，功率因数从0.6提高到0.9，电以 0.65元/度计算，一年(8400h)可节约多少电费？
• 根据GB/T 12497-2006，三相异步电动机经济运行中公司 计算
有功功率
保持用电设备正常 运行所需的电功率 （机械能、光能、 热能）
视在功率：
发电机发出的总功率， 有功部分和无功部分 无功功率是指非纯电阻 负载上的功率 电费计量以视在功率为 准
大小与负荷性质相关
什么是功率因素?
电阻、感性、容性 功率因素的产生
电阻、感性、容性电路其 电压与电流关系
1.电阻电路
电压电流相位为零
=0°；cos =1
什么是功率因素?
2.电感电路
电感有恒流特性，电感电流零点时，电感电压最大值， 电感电压超前于电感电流90°， =90°；cos =0
什么是功率因素?
3.电容电路
电感有恒压特性，电容电压零点时，电容电流最大值， 电容电流超前于电容电压90°， =-90°；cos =0
什么是功率因素?
功率因素与节能
主讲人：
目录
• 什么是功率因素? • 低功率因素有哪些不利 • 影响功率因素的能源绩效参数 • 如何提高功率因素 • 功率因素节能试算
什么是功率因素?
交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ) 的余弦叫做功率因数，符号为cosφ数值上， 功率因数是有功功率和视在功率的比值，即 cosφ =P / S
无功功率的产生 纯电阻电路，有功功率波形图
什么是功率因素?
当功率因素不为1时，有功功率波形图
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低功率因素有哪些不利
1、负载电流大
P为用电负荷的有功负荷；U为线电压； Ic为供电电流 变压器的额定容量 输出电流 成正比 同样设备功率 功率因数越低 变压器的容量 需求越大。
低功率因素有哪些不利
提高自然功率因素 3.调速技术的使用 • 变频器、晶闸管串级调速等 • 关于电机满载：理论上接变频器和不接变
频器的功率因素基本一致 • 但是电机不可能长期轴功率满载，从电源
侧来看，功率因素有根本区别
如何提高功率因素
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
提高自然功率因素 4.更新无调速要求的异步电动机
感性支路的功率因数不变 感性支路的电流不变
如何提高功率因素
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
人工补偿 结论： 3.电路总的有功功率不变
因为电路中电阻未改变
如何提高功率因素
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
补偿方法：
配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、用电设备 个别（就地）补偿
如何提高功率因素
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
人工补偿
如何提高功率因素
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
人工补偿 结论： 1.电路的总电流，电路总功率因素，电路总
视在功率
如何提高功率因素
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
人工补偿 结论： 2.原感性支路的工作状态不变
提高自然功率因素 1.控制空载损耗
特别是间隙性生产的电动机、电焊机，须 采用自动停车装置
如何提高功率因素
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
提高自然功率因素 2.消除大马拉小车
电动机正常使用负载低于40%，变压器低 于30%的，需考虑更换
如何提高功率因素
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人法：
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
1. 集中补偿
即在高、低压配电所内 设置若干组电容器 组
实际生产中，一般都采 用低压集中补偿 （400V）
如何提高功率因素
管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
补偿方法：
优点：装设集中，运行条 件较好，维护管理方 便，投资较少 起到阻隔作用，防止 无功能量闯入上一级 电网，保护上游电网
功率因素节能试算
• 如果输电线总电阻为，输电线路能节约多少电费？
=2315W =1029W 每年可节约费用为1.29*8400*0.65=7021元
功率因素节能试算
例2：SL7-630/10型节能变压器，经查出厂数据如下，容量 630kVA，短路损耗7901W，空载损耗1113W，空载电流2%Ie， 若运行负载500kW，负载功率因素从0.8提升到0.95，电以 0.65元/度计算，一年(8400h)可节约多少电费？
每年节省电费=（8.89-6.63）*8400*0.65=12340元