抑制谐波与提高功率因素

2015109218何源达一、抑制谐波分量的方法

（1）加装LC滤波器

供配电系统中加装电抗器L与电容器C组成LC调谐滤波器，即可补偿无功功率，又可吸收谐波。缺点是只能补偿固定频率的谐波，且易和系统中其他频率谐波发生谐振，导致谐波放大。

（2）设置有源的谐波器（APF）

它在工作时主动地注入一个电流来精确地补偿由负荷产生的谐波电流，就会获得一个纯粹的正弦波。这种滤波设备的工作靠数字信号处理(DSP)技术来控制快速绝缘栅双极晶体管(IGBT)。因为设备是与供电系统并联工作的，它只控制谐波电流，基波电流并不流过该滤波器。

（3）装用D，yn11接法的隔离变压器

其一次为三角形联结，3的奇次倍谐波在原边绕组内形成环流，不至于将谐波电流注入公共电网造成污染。此外，D,yn11联结组别变压器还能提供更小的零序阻抗，有利于切除单相接地故障。

（4）增加换流装置的脉动数

换流装置是电网中的主要谐波源之一，其产生的谐波主要集中在特征谐波，非特征谐波含量通常很少，特征频谱为:n=kp士1，则可知脉动数p增加，n也相应增大，而工n、工l/n，故谐波电流将减少。因此，增加整流脉动数，可平滑波形，减少谐波。例如:当脉动数由6增加到12时，可有效的消除幅值较大的低频项，从而使谐波电流的有效值大大降低。

（5）利用脉宽调制(PWM)技术

PWM技术，就是在所需的频率周期内，通过半导体器件的导通和关断把直流电压调制成等幅不等宽的系列交流电压脉冲，可达到抑制谐波的目的。若要消除某次特定谐波，可在控制PWM输出波形的各个转换时刻，保证四分之一波形的对称性，根据输出波形的傅里叶级数展开式，使需要消除的谐波幅值为零，基波幅值为给定量，组成非线性超越方程组计算各个开关通断时刻，达到消除指定谐波和控制基波幅值的目的。PwM技术的优点是在载波频率高时，输出中所含低次谐波分量很小，从而提供了功率因数。目前被采用的PWM技术有最优脉宽调制(OPWM)、改进正弦脉宽调制、△调制、跟踪型PWM和自适应PWM控制等。

（6）采用多电平变流技术

也称整流电路的多重化，即将多个方波叠加，以消除次数较低的谐波，从而得到接近正弦波的阶梯波。重数越多，波形越接近正弦波，但其电路也越复杂，因此该方法一般只用于大容量场合。该方法用于桥式整流电路中，不仅可以减少交流输入电流的谐波，同时也可以减少直流输出电压中的谐波幅值。如果把上述方法与PWM技术配合使用，则会产生很好的谐波抑制效果。

（7）限制整流设备的容量

系统短路容量与所供电的整流器容量之比称为短路比，一般而一言，短路比愈大，允许注入的谐波电流越大。因此，在进行报装审批时，应该根据系统短路容量的大小来限制新接入的非线性负荷的容量。

（8）在整流电路中串接电抗器

整流电路内部的感抗越大，则换流时间越长，电流波形变化越缓慢，因此，在整流电路中串接适当的电抗器也可以减少高次谐波电流。

（9）防止并联电容器组对谐波的放大

在电网中并联电容器组起改善功率因数和调节电压的作用。当谐波存在时，在一定的参数下电容器组会对谐波起放大作用，危及电容器本身和附近电气设备的安全。可采取串联电抗器，或将电容器组的某些支路改为滤波器，还可以采取限定电容器组的投入容量，避免电容器对谐波的放大。

（10）装设静止无功补偿装置

在网侧投入无功补偿装置是用来补偿由谐波造成的无功功率，从而提高功率因数。另外，无功补偿装置中通过电感和电容的合理设置，可在某次频率点产生谐振，即可对该频率的谐波实现滤波。可有效减少波动的谐波量，同时，可以抑制电压波动、电压闪变、三相不平衡，还可补偿功率因数。

二、提高负载功率因数的方法

提高自然功率因数，就是不添置任何补偿装置，采取措施来减少供电系统中无功功率的需要量。它不需增加投资，是最经济的提高功率因数的方法。在不进行任何人工补偿之前，首先从提高自然功率因数着手，能收到既节电又减少开支的效果。其主要有:

(1)正确选用异步电动机的型号与容量

合理使用电动机;选择电动机既要注意机械性能,又要考虑电器指标。若电动机长期处于低负载下运行，既增大功率损耗,又使功率因数和效率都显著恶化。故从节约电能和提高功率因数的观点出发,必须正确的合理的选择电动机的容量。提高异步电动机的检修质量。异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的今隙变动时对异步电动机无功功率的大小有很大的影响。采用同步电动机或异步电动机同步运行提高功率因数。只要调节电机的励磁电流，使其处于过激状态，就可以使同步电机向电网“送出”无功功率,减少电网输送给企业的无功功率,从而提高企业的功率因数。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子

绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行，这就是“异步电动机同步化”。调节电机的直流励磁电流，使其呈过激状态，即能向电网输出无功,从而达到提高低压网功率因数的目的。合理选择配变容量，改善配变的运行方式。对负载率比较低的配变，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值,从而改善电网的自然功率因数。正确选用异步电动机，使其额定容量与所带负载相配合，对于改善功率因数是十分重要的。在选型方面，要注意选用节能型，淘汰高能耗的电动机，并依据电机机械工作对启动力矩、启动次数、调速等方面的具体要求，选用不同的型号。电动机的效率n与功率因数COSO 是反映电动机经济运行水平的主要标，都与负载率p有密切关系。GB/T12497-90对三相异步电机三个运行区域规定如下:

当负载率p在70%-100%之间时，为经济运行区;

当40%s p s70%时,为一般运行区;

当p<40%时，为非经济运行区。

因此要防止“大马拉小车”，减少负载的无功消耗，使其尽可能在满载下运行，达到提高自然功率因数的目的。

(2)根据负荷选用相匹配的变压器。

电力变压器一次侧功率因数不但与负荷的功率因数有关，而且与负荷率有关，若变压器满载运行，一次侧功率因数仅比二次侧降低约3-5%;若变压器轻下降达11-18%,载运行，当负荷小于0.6时，一次侧功率因数就显著下降，所以电力变压器的负荷率在0.6以上运行时才较经济，一般应在60%一70%比较合适。为了充分利用设备和提高功率因数，电力变压器一般不宜作轻载运行。当电应当更换成容量较小的变压器。根据变压器的最佳力变压器负荷率小于30%时，负载系数合理选用变压器，将变压器进行更换及调整，在负载小的时候切除部分变压器，这样可以减少无功功率的需求量，使自然功率因数得到提高。

(3)保证电动机的检修质量。

异步电动机定子与转子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功功率的主要因素。当定转子间气隙增大或定子线圈减少时都会使励磁电流增大,从而增加向电网吸收的无功功率而使功率因数降低，因此要提高检修质量,保证电动机的结构参数和性能参数。

(4)对于容量较大且又不需要调速的电动机，应尽量选用同步电动机。

通过调节励磁电流处于过励状态,使其功率因数COS的相位角变为超前(即成为感性负载),这样同步电动机不仅不会吸收无功功率,而且还可向电网输出无功功率,以补偿其他感性负载的无功功率要求，达到提高功率因数的目的。通常对低速、恒速且长期连续工作的容量较大的电动机，宜采用同步电动机组,如轧钢的电动机组、水泵等设备。这些设备采用同步电动机为原动机时,球磨机、空压机、鼓风机、而且停其容量一般在250KW以上环境与启动条件均能满足同步电动机的要求，歇时间较少，因此对改善功率因数能起很大作用。

谐波对电网危害

谐波污染对电网有哪些具体影响？谐波污染对电网的影响主要表现在：（1）造成电网的功率损耗增加、设备寿命缩短、接地保护功能失常、遥控功能失常、线路和设备过热灯，特别是三次谐波会产生非常打的中性线电流，使得配电变压器的零线电流甚至超过相线电流值，造成设备的不安全运行。谐波对电网的安全性、稳定性、可靠性的影响还表现在可能引起电网发生谐振、使正常的供电中断、事故扩大、电网解裂灯。（2）引起变电站局部的并联或串联谐振，造成电压互感器灯设备损坏；造成变电站系统中的设备和元件产生附加的谐波损耗，引起电力变压器、电力电缆、电动机等设备发热，电容器损坏，并加速绝缘材料的老化；造成断路器电弧熄灭时间的延长，影响断路器的开断容器；造成电子元器件的继电保护或自动装置误动作；影响电子仪表和通信系统的正常工作，降低通信质量；增大附加磁场的干扰等。谐波对电力电容器有哪些影响？当配电系统非线性用电负荷比重较大，并联电容器组投入时，一方面由于电容器组的谐波阻抗小，注入电容器组的谐波电流打，使电容器过负荷而严重影响其使用寿命，另一方面当电容器组的谐波容抗与系统等效谐波感相等而发生谐振时，引起电容器谐波电流严重放大使电容器过热而导致损坏。因此，电压谐波和电流谐波超标，都会使电容器的工作电流增大和出现异常，例如，对于常用自愈式并联电容器，其允许过电流倍数是1.3倍额定电流，当电容器的电流超过这一限制时，将会造成电容器的损坏增加、发热异常、绝缘加速老化而导致使用寿命降低，甚至造成损坏事故。同时，谐波使工频正弦波形发生畸变，产生锯齿状尖顶波，易在绝缘介质中引发局部放电，长时间的局部放电也会加速绝缘介质的老化、自愈性能下降，而容易导致电容器损坏。按照电力系统谐波管理规定，电网中任何一点电压正弦波的畸变率（歌词谐波电压有效值的均方根与基波电压有效值的百分比），均不得超过表2－5规定。表2－5 电网电压正弦波形畸变极限值用户供电电压（kV）总电压正弦波形畸变率极限值各奇、偶次谐波电压正弦波形畸变率极限之（％） 0.38 5 4 2 6或10 4 3 1.75 35或63 3 2 1 110 1.5 1 0.5 谐波对电力变压器有哪些影响？（1）谐波电流使变压器的铜耗增加，引起局部过热，振动，噪声增大，绕组附加发热等。（2）谐波电压引起的附加损耗使变压器的磁滞及涡流损耗增加，当系统运行电压偏高或三相不对称时，励磁电流中的谐波分量增加，绝缘材料承受的电气应力

功率因素

功率因数（Power Factor是衡量电气设备效率高低的一个系数。它的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。功率因数低，说明无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。关于功率因数的讨论网上也有不少文章，但很多人仍然对一些概念存有误解，这将为系统的设计带来诸多危害，有必要在此再加以澄清。一、功率因数的由来和含义在电气领域的负载有三个基本品种：电阻、电容和电感。电阻是消耗功率的器件，电容和电感是储存功率的器件。日常所用的交流电在纯电阻负载上的电压和电流是同相位的，即相位差q = 0°，如图1(a)所示；交流电在纯电容负载上的电压和电流关系是电流超前电压90°(q =90°)，如图1(b)所示；交流电在纯电感负载上的电压和电流关系是电流滞后电压90°(q = -90°)，如图1(c)所示。

图1 不同性质负载上的电流电压关系功率因数的定义是： (1) 在电阻负载上的有功功率就是视在功率，即二者相等，所以功率因数F=1。而在纯电容和纯电感负载上的电流和电压相位差90°，所以所以功率因数F=cosq = cos90°=0，即在纯电容和纯电感负载上的有功功率为零。从这里可以看出一个问题，同样是一个电源，对于不同性质的负载其输出的功率的大小和性质也不同，因此可以说负载的性质决定着电源的输出。换言之，电源的输出不取决于电源的本身，就像一座水塔的供水水流取决于水龙头的开启程度。从上面的讨论可以看出，功率因数是表征负载性质和大小的一个参数。而且一般说一个负载只有一种性质，就像一个人只有一个身份证号码一样。这种性质的确定是从负载的输入端看进去，称为负载的输入功率因数。一个负载电路完成了，它的输入功率因数也就定了。

功率因数校正基本原理与谐波概念

功率因数调整和谐波抑制基本原理关键词：正弦波频率（周期）相位交流电电压电流电阻电感电容功率因数谐波 1、为什么要调整功率因数？电能的合理应用要求在传输及分配中要尽量限制电网中所有引起电能损耗的因素，其中重要的因素之一就是无功功率。无功功率因感性负荷所引起，工业以及公共电网上的主要负荷是电阻-电感性的。电网功率因数调整的目的是通过在某些特定的环节上用超前无功功率来补偿滞后无功功率。此方法还能避免过高压降及额外的电阻损耗。将电容器尽可能地靠近电感负载并联于电网，就可产生所需的超前无功功率。静态电容补偿装置可以减少电网上传输的滞后无功功率。当网络条件改变时，通过增加或减少单个电力电容器，就可逐步调整所需的超前无功功率来补偿滞后无功功率。 2、功率因数调整的好处 ☆输配电成本降低：8到24个月即可收回投资成本，功率因数校正降低了系统中的无功功率、功率损耗进而输配电成本也成比例下降。 ☆有效的利用设备：功率因数的改善意味着电力设备更经济实用的工作（同样的视在功率具有更高的有功功率） ☆改善电压的质量 ☆减少压降 ☆优化电缆尺寸：随着功率因数的提高（载流量减小），电缆横截面也因此减小。或者说，同样的电缆可以传输更多的功率。 ☆较小传输损耗：输电线开关装置的载流量减不，假如只有有功部分，这就意味着输电线的铜损得以降低。 3、谐波的概念谐波是频率几倍于50H频率的正弦电压和电流。谐波是由非线性电压/电流特性的电子负载的操作而引起的，主要谐波源有以下几类：

①电力电子装置工业常用有整流、逆变、调压和变频器等。 ②电弧炉用于钢铁等行业的交流和直流电弧炉等。 ③家用电器如日光灯、电视机、调速风扇、空调、冰箱等。 ④高新技术设备现代办公和商用计算机、节能灯、核磁共振设备等发达国家的经验表明，随着科学技术的发展，各种非线性用电设备容量的增长率大大超过电网的发电设备容量的增长率，若不进行有效的谐波控制，供电电压的谐波畸变率可能高达10%。我国电网已开始遭遇并将迅速面临发达国家当前的谐波局面，即谐波源随着高新技术的发展而猛增，电网电压的畸变率也将上升。谐波畸变可以导致相关设备的误动作，谐波引起的共振甚至破坏电网中的某些设备，谐振可导致以下不良后果： ☆电容器的过载 ☆变压器和传输设备的过载 ☆对测量和控制系统的干扰，对计算机和电气传动装置的干扰 ☆谐振增加，即谐波放大 ☆电压畸变而有源及无源滤波器可防止这种现象的发生。 4、受谐波影响的功率因数调整电能对工业而言是极为重要的生产力因素。我们的目标是如何有效地使用它，通过PFC降低无功电流有助于节约电能。现代电力电子设备（驱动装置、不间断电源等）的大量使用所产生的非线性电流正以谐波的方式影响着电网并加重了它的负荷（电网污染），在常规的功率因数调整系统中，电力电容器与电力变压器形成了一个谐振电路，使得谐波电压和电流被放大，严重地加大了谐波的危害程度。这些谐振现象可通过串联带有滤波扼流圈的电容器得以避免，称去谐功率因数调整系统。去谐系统的自振频率要低于最低的线路谐波频率。这样对于高于基波频率的谐波而言，去谐PFC系统表现为纯感性，对于50Hz的线路频率而言，

试分析谐波对电能计量的影响

试分析谐波对电能计量的影响发表时间：2016-04-29T10:52:33.803Z 来源：《电力设备》2015年第11期供稿作者：王颖[导读] 安顺供电局计量中心本文将从谐波对电能计量的影响进行分析，并结合工作实际提出削弱和消除谐波影响的方案措施。（安顺供电局计量中心贵州安顺）摘要：电能作为社会生产生活的主要能源，是保障社会发展稳定的重要能源基础，在现阶段我国电力行业发展快速的背景下，电力公司进一步加强对对电能计量的控制和管理，以分析谐波对电能计量的影响并提出解决方案来减小电能计量的误差，从而保障市场经济下各行业各领域的经济效益，便利人们的日常生活。本文将从谐波对电能计量的影响进行分析，并结合工作实际提出削弱和消除谐波影响的方案措施。关键词：谐波电能计量方案措施电力资源一直以来作为我国社会发展的主要能源动力，其电能计量的准确性和可靠性对于电能用户的生活质量和经济效益起着重要影响，尤其在各行业各领域不断发展的现今，提高电能计量的准确性和科学性才能保障电力行业的经济效益、保障各企事业单位的经济效益。电能计量是电力企业收取费用的重要依据，但在电力传输的过程中由于受到谐波的影响常常导致电能计量出现误差，从而直接影响了电力企业的经济效益和电能用户的根本利用[1]。在现阶段科学技术不断发展完善的时代背景下，电能计量的方法变得更加科学严谨，电力企业通过对谐波所导致的电磁感应式电能表、全电子式电能表的电能计量进行误差原因分析，制定出削弱和消除谐波影响的方案措施，提高了电能计量的准确性和可靠性。因此研究谐波影响下如何采用准确科学的电能计量方法受到了电力企业的高度重视，具有研究价值和现实意义。一、谐波影响导致电能计量产生误差当前企业在大量使用电能的情况下导致大功率的感性负载，促使电力网在电力传输的过程中出产生了大量高次谐波，从而对电能的计量产生了影响干扰，导致电能计量表数值出现误差，从而增加了企业的生产成本，影响了企业的经济效益。目前我国各行业运用较为广泛的两种电能表主要为电磁感应式电能表和全电子式电能表，其产生的谐波对两者都有一定的影响。（一）对电磁感应式电能表的影响电磁感应式电能表的优点是动态连续、直观、且停电依然保持数据，其由于使用的器件为铁磁线圈，会受到磁力和谐波的巨大影响。基于所接收的电流是以基波的形式来进行传导的，因此其产生谐波对其产生的电能计量误差原因为电力传输过程中一旦产生高次谐波，磁路中便相当于附加了谐波磁通，电压线圈以及旋转圆盘的阻抗会受到谐波磁通的影响而产生变化，从而影响电磁感应式电能表周围的电压和电流发生变化，最终导致电能计量出现误差[2]。此外，畸形波形的产生也将影响电流电压无法产生线性变化从而发生即便，这就导致电磁器件的周围在基础电压上附加了谐波电压，谐波电压与谐波电流的相互作用也将导致电能计量出现误差。（二）对全电子式电能表的影响全电子式电能表运用数字电路或模拟电路来得到电压和电流向量的乘积，然后通过数字电路或模拟电路来实现电能计量，其工作的原理是通过特殊的电能表集成电路将处理过的实时电压和电流转换成脉冲，继而实现输出。而这样转换生成的脉冲与电能本身之间便存在正比关系，这也就促使电能数据在电能表上得以显示。谐波对于全电子式电能表的影响主要在于全电子式电能表在工作过程中实施电路的瞬时值进行数据采用了科学理论进行计算，而计算中包含了标准电路电能和谐波有功电能两个部分，实际计算与理论计算之间存在一定的差距。此外，由于在电路中产生的基波和谐波两者产生的电能是反方向流动的，而全电子式电能表记录的电能数据是基波与谐波两者的代数和，这就导致了数据显示的误差，即计算的数值中没有包含谐波有功电能，甚至会比基波有功电能还小。除此之外，影响全电子式电能表出现误差的原因还有环境温度、计算方法、电子元件受损程度以及使用频率、加载的电压电流条件变化等因素都会影响谐波的变化，从而影响干扰电能计量产生误差。二、削弱或消除谐波影响的电能计量方法由于当前我国社会经济正处于快速发展阶段，各行业各领域在生产发展的过程中大量使用变压器、工业用电炉、电气化机车、整流设备等，这些设备在大量使用电能的过程中也会给电压造成一定的负荷，从而导致高次谐波的产生，进而影响到电能表的计量准确性，因此在当前未能找到其他能够消除高次谐波的替代设备及元件的情况下，运用科学计算方法来改进电能计量方法是提高电能计量准确性和可靠性的唯一方法[3]。（一）谐波环境下影响电能计量的原因防止谐波电流的产生是消除电能计量误差的根本关键，现阶段可以通过安装调节谐波的装置和补偿功率因素两种方法来削弱谐波对电能计量的影响，但要进一步降低电能计量的误差，就要对基波和谐波拥有较清楚的认识，明确基波的有功和谐波的无用功，以此作为计算基础来计算有用功率的称量计算，从而制定出科学合理的电能计量方法。（二）使用频率陡降的电能表频率陡降的电能表是名副其实的基波电能表，因为谐波电压与电流产生的谐波功率为非线性负荷，而其在计算过程中采用集线性电压和电流来计算出对应的功率，因此谐波对其的影响程度相对较低，这也在很大程度上弥补了全电子式电能表的缺点。（三）使用分频技术制作的电能表分频技术制作的电能表通过划分三个部分（基波电费、谐波消耗电能的惩罚性电费、消除谐波消耗电能的奖励性电费）的电能计算来分别收取费用，这就运用了电费杠杆来保障了企业和用户的根本权益，改变了以往人们对谐波电压的错误认识，以惩罚性和鼓励性的政策原则来对电能计量收费进行公平的制衡[4]。此外，在使用分频技术制作的电能表时其在实现电能计量的过程中便能有效地将基波电能与谐波电能区分开来，并对不同传导方向谐波哦所产生的电能进行分别计算，在技术层面上最大程度的降低了电能计算的误差，实现电力企业对不同用户的区别收费，是未来电能计量可以依赖的重要技术措施。（四）加强对电力技术的管理控制

功率因数和效率的区别

功率因数与效率的区别尽管功率因数和转换效率都是指电源的利用率，但区别却很大。功率因素是输入视在功率与输入有功功率之比，与效率无关的，功率因数越大表示无功量就小；它是电源对电网的利用率。电源效率是输入有功功率与输出有功功率之比，效率越高表示机电的损耗就小；它指的是转换效率，就是你这个LED灯泡是5W，但是你把这整个灯接上就不是5W，电源本身也要耗电，这个效率就是多少点是真正让灯泡用了，多少是无用的。当然效率越高越好。简单的说，功率因数产生的损耗是电力部门负担，而转换效率的损耗是用户自己负担。一般来讲，功率因数与本设备的效率并没有必然的、直接的联系，但是，功率因数低了的话，会大量占用供电设备的容量，增加电路损耗，提高供电成本。比如，同样是1KW的电器，如果功率因数是0.9，那么占用供电系统的容量 1/0.9=1.1KvA，如果功率因数是0.5，那么占用供电系统的容量是1/0.5=2KVA。因为后者的线路电流较前者大了近一倍，所以线路损耗增加了近三倍。所以使用高功率因数设备的意义在于节约供电设备容量和减少线路损耗。效率，通俗地说就是吃了多少饭，干了多少活。比如一个电源，测得输入的功率是220W，又测得输出各路电压的总功率是190W，那么其效率190/220=86.4%。其效率还是很高的。如果换用一个低效率的电源，由于无论使用什么电源，电脑的实际需要是一定的，仍是190W，但这时测得输入的功率是280W，那么这个电源的效率是190/280=67.9%。很显然，两个效率不同的电源，电脑的工作都是一样的，不同的是，后一个电源比前一个电源多耗电280-220=60W。多了这60W，全部转化为热能，由风扇排出了。如果你有测温的工具，可以明显测出这两个电源工作温度和排出空气的温度是明显不同的。使用高效率的电源，对用户而言，可以节省电费，对供电企业，意义是节省供电设备的容量，减少供电设备的压力电源测量仪是各种生产或测量各种低压电源（常见的是开关电源，灯具电源、等等）的通用仪表，可以测各种参数，包括功率因数、输出电压、输出电流、电源效率、纹波、视在功率、有功功率、无功功率，等等。LED常常是用低压直流工作，所以它有一个电源，用来将交流变成低压直流，称为：“驱动器”，或“电源”。电源效率：是衡量输入电源的交流有功功率，有多少转化为直流功率了（有发热损耗等等）。发光效率：是指电能（或功率）转换成光能的转换效率，用lm/瓦来衡量，就是说同样的电能，

提高功率因数的意义和方法

提高功率因数的意义和方法 1.功率因数在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S 功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据,功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数, 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。电能占企业成本的5％～30％，有些企业占得更高。因此如何提高电能的利用率和使用效率，保证电能质量，是企业节能提效的重要手段。绝大多数企业是用电动机作为机械的原动机，而电动机是感性负载，功率因数并不高，因此企业的能源消耗中无功能源消耗占了很大成份。尽可能的减少无功能量的消耗，是企业节能的头等大事。对于企业而言，供电损耗主要是电动机损耗、低压线路损耗、高压线路损耗和变压器损耗。安装无功补偿装置后功率因数提高，线路电流会下降，这样线路损耗降低，变压器的有功损失也会降低。电动机损耗（即效率）是电动机本身固有的，目前Y系列的电动机的效率一般都在85％～95％。但电动机的功率因数将影响整个电网的效率。用电系统装设无功补偿设备，提高功率因数，对于企业的降损节电、用电系统的安全可靠运行具有极为重要的意义 2.影响功率因数的主要因素异步电动机和电力变压器。异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成,改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率,它和负载率的大小无关。因而,为了改善电力系统和企业的功率因数,变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。供电电压。当供电电压高于额定值的10%时,由于磁路饱和的影响,无功功率将增长得很快,据有关资料统计,当供电电压为额定值的110%时,一般工厂的无功将增加35%左右，当供电电压低于额定值时,无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。 3.提高功率因数的意义 ⑴提高功率因数可以提高设备的利用率由于有功功率：P=UI COSφ,当U和I为定值时,P∞COSφ,这就是说在电源提供同样的视在功率UI情况下,有功功率P与功率因数COSφ的大小成正比。我们知道,电源设备的容量都是根据额定电压UN和额定电流IN确定的,因此其额定视在功率为SN=UN IN。它表示该设备允许输出的最大有功功率,换句话说,假如负载COSφ=1,P=UN IN COSφ=UN IN=SN,此时电源的容量全部转换成有

功率因数计算公式及提高功率因数的方法

功率因数计算公式功率因数统计计算公式视在功率S 有功功率P 无功功率Q 功率因数cos＠（符号打不出来用＠代替一下）视在功率S＝（有功功率P的平方＋无功功率Q 的平方）再开平方而功率因数cos＠＝有功功率P／视在功率S 功率因数统计计算公式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”。 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). 避免电机或设备空载运行。 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，避免曲折迂回等。人工补偿法：实际中可使用电路电容器或调相机，一般多采用电力电容器补尝无功，即：在感性负载上并联电容器。一下为理论解释：在感性负载上并联电容器的方法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90o，而纯电容的电流则超前于电压90o，电容中的电流与电感中的电流相差180o，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，如图1所示，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，功率因数将提高。并联电容器的补偿方法又可分为： 1．个别补偿。即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组，与用电设备同时投入运行和断开，也就是再实际中将电容器直接接在用电设备附近。适合用于低压网络，优点是补尝效果好，缺点是电容器利用率低。 2．分组补偿。即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除，也就是再实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上。优点是电容器利用率较高且补尝效果也较理想（比较折中）。 3．集中补偿。即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母

谐波对电能计量的影响分析苏浩

谐波对电能计量的影响分析苏浩发表时间：2018-12-05T21:05:00.953Z 来源：《电力设备》2018年第21期作者：苏浩 [导读] 摘要：近几年，伴随智能建筑快速发展和进步，作为建筑中典型的非线性负荷，电子设备会产生大量无功功率与谐波，严重污染了配电系统，导致电能质量大幅下降。（内蒙古超高压供电局计量中心内蒙古呼和浩特 010080）摘要：近几年，伴随智能建筑快速发展和进步，作为建筑中典型的非线性负荷，电子设备会产生大量无功功率与谐波，严重污染了配电系统，导致电能质量大幅下降。因此，重点分析谐波产生与影响，探讨有效的电能计量改进方法是具有重要现实意义的。关键词：电能计量；谐波影响；改进措施 1 电力系统中的主要谐波源对于交流电网而言，其有效分量是单一的工频频率，任何与该频率不同的成分，实际上都能够算是电力谐波，一般情况下，谐波是正弦电压加压于非线性负载，导致基波电流的畸变而产生的。谐波的存在，会对电力系统产生污染，不仅降低了电能的质量，而且会在一定程度上增加附加损耗，给电力系统的安全稳定运行带来巨大威胁。因此，做好谐波源的分析，对于谐波的控制和治理而言是非常关键的。在传统电网中，由于网络架构简单，谐波源一般只有变压器，而且谐波电流极小，基本上不会对电力系统产生很大的影响。而伴随着电力系统的飞速发展，电力电子设备取代变压器成为了主要的谐波源，在其运行过程中，通常都会利用二极管，将交流电转化为直流电，或者利用桥式整流器将直流电转化为交流电，而在电子开关、工业整流设备中，存在着一些容量较大的滤波电容器，会导致二极管导通角变小，必须在交流电压正弦波最大值附近才可以实现导通，使得交流输入的电流波出现了严重畸形的情况，三次谐波甚至会在基波上形成窄尖峰脉冲，降低线路的功率因数。在现代电网中，变压器、电抗器、整流器等都是谐波的主要来源。 2 谐波对电能计量的影响 2.1 谐波对互感器产生误差互感器的类型有很多，本文主要分析的是谐波对电磁式互感器产生的误差。一方面是谐波对电压互感器的影响。在发电站或者变电站中，电压互感器一般安装在距离计量表安装点较远的地方，两者之间还存在着许多电缆、隔离开关以及接线端子等元件。这些元件的存在会产生二次回路阻抗，包括接触电阻、导线阻抗以及元件内阻。这些二次回路阻抗会对电压互感器造成影响，主要是两端的电压不一致，从而引起计量的误差。另一方面是对电流互感器的影响。电流互感器在工作的时候，可能会产生励磁电流，电流的损耗量较大，加上电磁式电流互感器中的铁心磁化曲线是非线性的，铁心饱和度越高，使得产生的电流和额定电流之间的差值变大，主磁通差距变大了以后就会对计量产生影响，使得误差变大。 2.2 谐波对电能表产生误差电能表是重要的电能计量仪表，包括电磁感应电能表、全电子电能表等。对于电磁感应电能表来说，其内部存在基波和谐波电压和电流，导致电压线阻抗、旋转圆盘以及电流电压的磁通等发生变化，然后使得电能计量产生误差。尤其是在基波和谐波发生波形畸变的时候，电压和电流又不是线性的铁芯，所以会无法和电磁矩阵相叠，使得电能计量的误差更大。对于全电子电能表来说，主要是和其计算方法有关。全电子电能表在进行计量的时候先对不同频率下产生的电压电流的数值进行记录，然后选取一部分数据进行采样计算。但是这种计量方法在计算功率的时候是将各个波次功率相加，并没有将谐波的方向考虑在内。所以对于非线性用户来说，他们在电能计量时，非线性负荷的误差为负，也就是会少计量了电能，而对于线性用户来说，他们在电能计量的时候，线性负荷的误差为正，也就是会多计量了电能。总之，电能表计量时的计算方法会对电能计量的准确性产生很大的影响，尤其是在谐波功率变大的情况下，误差会更大。另外，外界的温度、频率以及电压电路的交换组件等都会对电能计量的准确性造成影响。 3 应对谐波影响的有效措施 3.1 技术措施一方面，应该在现有的技术条件下，对电能计量方式进行改进，尽可能实现波电能与谐波电能的分别计量，消除谐波所带来的不良影响；另一方面，应该对计量装置进行优化和改进，提升计量结果的准确性和可靠性。例如，可以结合分频技术，针对电子式电能表进行相应的改进和优化处理，强化其对于谐波的辨识能力，使得其可以在电能计量中，准确分辨谐波带能和基波电能，甚至对谐波电能的大小以及传递方向进行计量，减少乃至消除谐波对于电能计量准确性的干扰和影响。 3.2 互感器改进 3.2.1 电压互感器改进在改进电压互感器的时候，首先可以从内部结构来优化，因为内部结构中铁芯是产生电能计量误差的重要因素，所以在安装铁芯的时候要注意材质的选择，最好选用高导磁率的材质，然后铁芯的磁密要均匀而且尽量要降低磁密，铁芯的长度也要适度地减短。另外，可以通过减少绕组的匝数和改进绕组的耦合状态来降低电能计量的误差。其次是要减少二次回路的电流。比如选择专用的电线路和计量线路，在电能表和互感器之间应用专用路线。比如经常要检查和维修导线和元件的接头，减去不必要的接触电阻。另外，还可以采用多绕组的电压互感器，或者采用补偿性仪器来补偿在二次回路中产生的误差。 3.2.2 电流互感器改进电流互感器产生电能计量的误差，主要是因为励磁磁动势造成的，所以在改进电流互感器来减少误差的过程中，可以采用补偿法来补偿励磁磁动势。补偿法有无源补偿法和有源补偿法。无源补偿法是在二次侧设置固定电容，不过这种方法对于提高电能计量的精确度比较缓慢，所以还可以采用有源补偿法进行自动跟踪补偿。 3.3 电能表改进电子式电能表的缺陷是其计量计算方法，所以在改进的时候主要针对计量方法进行方案的优化。在原先的计算方法上，因为谐波的存在，线性用户多计量了电能，而非线性用户少计量了电能，这对于线性用户来说自然是非常不公平的，所以在优化计算方案的时候，首先要采取惩戒措施对那些谐波源用户进行惩罚，补偿给受他们谐波影响的其他用户和供电网络系统。在计量方案方面，可以以基波电能计量为基础，然后把谐波电能作为奖惩的依据，也就是说以基波电能产生的费用作为基础费用，然后再对那些产生谐波的用户收取补偿费，不仅降低了对其他用户的影响，而且也督促这些产生谐波的用户自觉处理谐波，减少谐波带来的误差影响。

功率因数的提高及其效果

功率因数的提高及其效果在供电过程中，用户功率因数的高低，直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约电能和整个供电区域的供电质量。对广大厂矿企业来说，功率因数的高低是关系到电能质量和电网安全、经济运行的一个重要问题，应予以充分重视。本文集中讨论了影响电力系统功率因数的几个重要因素，提出了相应的解决措施，并结合我矿的实际情况，对利用并联移相电容提高电网的功率因数进行了探讨。在电力网的运行中，我们所希望的是功率因数越大越好，如能做到这一点，则电路中的视在功率将大部分用来供给有功功率，以减少无功功率的消耗。用户功率因数的高低，对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着显著的影响。适当提高用户的功率因数，不但可以充分地发挥发、供电设备的生产能力，减少线路损失，改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率。若能有效地搞好补偿，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，改善提高用户功率因数，而且能够有效地降低电能损失，减少用户电费。其社会效益及经济效益都会是非常显著的。一、影响功率因数的主要因素首先我们来了解功率因数产生的主要原因。功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中，除消耗有功功率外，还需要无功功率。因此提高功率因数问题的实质就是减少用电设备的无功功率需要量。影响功率因素主要是下面几个方面。

（一）异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备我矿绝大部分动力负荷都是异步电动机, 异步电动机转子与定子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素,而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。因此，在选择异步电动机时，既要注意它们的机械性能，又要考虑它们的电气指标，合理选择异步电动机的型号、规格和容量，使其处于经济运行状态，若电动机长期处于低负载下运行，既增大功率损耗，又使功率因数和效率都显著恶化。故而从节约电能和提高功率因数的观点出发，必须正确的合理的选择电动机的容量。其次，要提高异步电动机的检修质量，因为异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动时对异步电动机无功功率的大小有很大的影响。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。电力变压器的无功功率消耗，是由于变压器的变压过程是由电磁感应来完成的，是由无功功率建立和维持磁场进行能量转换的。没有无功功率，变压器就无法变压和输送电能。变压器消耗无功的主要成分是它的空载无功功率，提高变压器的功率因数就必须降低变压器的无功损耗，避免变压器空载运行或长期处于低负载运行状态。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。（二）供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响

怎样提高功率因数

关于提高功率因数的研究 1、什么叫功率因数？有功功率和视在功率的比叫功率因数。 2、提高功率因数的意义。提高功率因数非常重要：①可减少有功损失；②减少电力线路的电压损失，改善电压质量；③可提高设备利用率；④可减少输送同容量有功的电流，因而可使线路及变电设备的容量降低。 3、提高功率因数的方法？提高功率因数的方法有：①提高自然功率因数，包括合理选择电器设备．避免变压器轻载运行，合理安排工艺流程，改善机电设备的运行状况；②通过人工补偿提高功率因数、最常用的是并联电容器补偿。并不是经补偿后的功率因数越高越好，因为补偿装置消耗有功发出无功，随着补偿容量的增加，其有功损耗也增加，初投资增大。就经济运行角度而言，补偿后的功率因数过高或过低均会使总功率损耗增加；若补偿功率因数恰当，能使总有功损耗最小，此时的补偿容量及功率因数称为按经济运行原则确定的补偿容量及功率因数。并联移相电容提高功率因数由于我公司实际生产工艺中没有使用同步电机，所以我们采用并联移相电容器的方式进行功率因数补偿。（一）、补偿方式的选择：根据移相电容器在工厂供电系统中的装设位置，①、有高压集中补偿、②、低压成组补偿和③、低压分散补偿三种方式。高压集中补偿是将高压移相电容器集中装设在变配电所的10KV母线上，这种补偿方式只能补偿10KV 母线前（电源方向）所有线路上的无功功率。低压分散补偿，又称个别补偿，是将移相电容器分散地装设在各个车间或用电设备的附近。这种补偿方式能够补偿安装部位前的所有高低压线路和变电所主变压器的无功功率，因此它的补偿范围最大，效果也较好。但是这种补偿方式总的设备投资较大，且电容器在用电设备停止工作时，它也一并被切除，所以利用率不高。现有我厂没有采用。低压成组补偿是将移相电容器装设在车间变电所的低压母线上，这种补偿方式能补偿车间变电所低压母线前的车间变电所主变压器和厂内高压配电线及前面电力系统的无功功率，其补偿范围较大。由于这种补偿能使变压器的视在功率减小从而使变压器容量选得小一些，比较经济，而且它安装在变电所低压配电室内，运行维护方便。同时由于我厂存在谐波源，车间变压器的存在，也起到了隔离和衰减谐波的作用。有利于低压移相电容器的安全稳定运行。 4、影响我厂功率因数的主要原因及对策：一、异步电动机对功率因数的影响我厂绝大部分动力负荷都是异步电动机, 异步电动机转子与定子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素,而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动

浅析谐波对电能计量的影响

浅析谐波对电能计量的影响摘要：电能计量是电网经济核算的基础，电能的计量精度直接关系到电力供需双方的经济效益和社会效益。确保电能计量的准确可靠具有十分重要的意义。电能表是电能计量的核心部分和基本量具，其计量准确度直接关系到电能计量的精度。因此，系统地研究谐波对电能计量的影响具有十分必要的。本文将从谐波对电能计量的影响进行分析，并结合工作实际提出削弱和消除谐波影响的方案措施。关键词：谐波电能计量方案措施电力资源一直以来作为我国社会发展的主要能源动力，其电能计量的准确性和可靠性对于电能用户的生活质量和经济效益起着重要影响，尤其在各行业各领域不断发展的现今，提高电能计量的准确性和科学性才能保障电力行业的经济效益、保障各企事业单位的经济效益。电能计量是电力企业收取费用的重要依据，但在电力传输的过程中由于受到谐波的影响常常导致电能计量出现误差，从而直接影响了电力企业的经济效益和电能用户的根本利用[1]。在现阶段科学技术不断发展完善的时代背景下，电能计量的方法变得更加科学严谨，电力企业通过对谐波所导致的电磁感应式电能表、全电子式电能表的电能计量进行误差原因分析，制定出削弱和消除谐波影响的方案措施，提高了电能计量的准确性和可靠性。因此研究谐波影响下如何采用准确科学的电能计量方法受到了电力企业的高度重视，具有研究价值和现实意义。一、谐波影响导致电能计量产生误差当前企业在大量使用电能的情况下导致大功率的感性负载，促使电力网在电力传输的过程中出产生了大量高次谐波，从而对电能的计量产生了影响干扰，导致电能计量表数值出现误差，从而增加了企业的生产成本，影响了企业的经济效益。目前我国各行业运用较为广泛的两种电能表主要为电磁感应式电能表和全电子式电能表，其产生的谐波对两者都有一定的影响。（一）对电磁感应式电能表的影响电磁感应式电能表的优点是动态连续、直观、且停电依然保持数据，其由于使用的器件为铁磁线圈，会受到磁力和谐波的巨大影响。基于所接收的电流是以基波的形式来进行传导的，因此其产生谐波对其产生的电能计量误差原因为电力传输过程中一旦产生高次谐波，磁路中便相当于附加了谐波磁通，电压线圈以及旋转圆盘的阻抗会受到谐波磁通的影响而产生变化，从而影响电磁感应式电能表周围的电压和电流发生变化，最终导致电能计量出现误差[2]。此外，畸形波形的产生也将影响电流电压无法产生线性变化从而发生即便，这就导致电磁器件的周围在基础电压上附加了谐波电压，谐波电压与谐波电流的相互作用也将导致电能计量出现误差。（二）对全电子式电能表的影响全电子式电能表运用数字电路或模拟电路来得到电压和电流向量的乘积，然后通过数字电路或模拟电路来实现电能计量，其工作的原理是通过特殊的电能表集成电路将处理过的实时电压和电流转换成脉冲，继而实现输出。而这样转换生成的脉冲与电能本身之间便存在正比关系，这也就促使电能数据在电能表上得以显示。谐波对于全电子式电能表的影响主要在于全电子式电能表在工作过程中实施电路的瞬时值进行数据采用了科学理论进行计算，而计算中包含了标准电路电能和谐波有功电能两个部分，实际计算与理论计算之间存在一定的差距。此外，由于在电路中产生的基波和谐波两者产生的电能是反方向流动的，而全电子式电能表记录的电能数据是基波与谐波两者的代数和，这就导致了数据显示的误差，即计算的数值中没有包含谐波有功电能，甚至会比基波有功电能还小。除此之外，影响全电子式电能表出现误差的原因还有环境温度、计算方法、电子元件受损程度以及使用频率、加载的电压电流条件变化等因素都会影响谐波的变化，从而影响干扰电能计量产生误差。二、削弱或消除谐波影响的电能计量方法由于当前我国社会经济正处于快速发展阶段，各行业各领域在生产发展的过程中大量使用变压器、工业用电炉、电气化机车、整流设备等，这些设备在大量使用电能的过程中也会给电压造成一定的负荷，从而导致高次谐波的产生，进而影响到电能表的计量准确性，因此

什么是功率因数

无功功率和功率因数无功功率在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率，一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。有功功率的符号用P表示，单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。为了形象地说明这个问题，现举一个例子：农村修水利需要开挖土方运土，运土时用竹筐装满土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是无功功率，竹筐并不是没用，没有竹筐泥土怎么运到堤上呢? 在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。无功功率对供、用电产生一定的不良影响，主要表现在： (1)降低发电机有功功率的输出。 (2)降低输、变电设备的供电能力。 (3)造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。 (4)造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。 2功率因数电网中的电力负荷如电动机、变压器等，属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性

提高功率因数的意义和方法分析

提高功率因数的意义和方法 1.功率因数在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S 功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据,功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数, 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。电能占企业成本的5％～30％，有些企业占得更高。因此如何提高电能的利用率和使用效率，保证电能质量，是企业节能提效的重要手段。绝大多数企业是用电动机作为机械的原动机，而电动机是感性负载，功率因数并不高，因此企业的能源消耗中无功能源消耗占了很大成份。尽可能的减少无功能量的消耗，是企业节能的头等大事。对于企业而言，供电损耗主要是电动机损耗、低压线路损耗、高压线路损耗和变压器损耗。安装无功补偿装置后功率因数提高，线路电流会下降，这样线路损耗降低，变压器的有功损失也会降低。电动机损耗（即效率）是电动机本身固有的，目前Y系列的电动机的效率一般都在85％～95％。但电动机的功率因数将影响整个电网的效率。用电系统装设无功补偿设备，提高功率因数，对于企业的降损节电、用电系统的安全可靠运行具有极为重要的意义 2.影响功率因数的主要因素异步电动机和电力变压器。异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成,改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。变压器消耗无功的主要成份是它的空载无功功率,它和负载率的大小无关。因而,为了改善电力系统和企业的功率因数,变压器不应空载运行或长其处于低负载运行状态。供电电压。当供电电压高于额定值的10%时,由于磁路饱和的影响,无功功率将增长得很快,据有关资料统计,当供电电压为额定值的110%时,一般工厂的无功将增加35%左右，当供电电压低于额定值时,无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。 3.提高功率因数的意义 ⑴提高功率因数可以提高设备的利用率由于有功功率：P=UI COSφ,当U和I为定值时,P∞COSφ,这就是说在电源提供同样的视在功率UI情况下,有功功率P与功率因数COSφ的大小成正比。我们知道,电源设备的容量都是根据额定电压UN和额定电流IN确定的,因此其额定视在功率为SN=UN IN。它表示该设备允许输出的最大有功功率,换句话说, 假如负载COSφ=1,P=UN IN COSφ=UN IN=SN,此时电源的容量全部转换成有功功率,因而电源设备得到充分利用。如果COSφ< 1则电源能提供的功率为P=UN IN

提高功率因数的几种方法

提高功率因数的几种方法提高功率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：一、提高自然功率因数的方法： 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”。 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). 避免电机或设备空载运行。 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，避免曲折迂回现象等。二、人工补偿法：实际中可使用电路电容器或调相机，一般多采用电力电容器补尝无功，即：在感性负载上并联电容器。在感性负载上并联电容器的方法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与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90o，而纯电容的电流则超前于电压90o，电容中的电流与电感中的电流相差 180o，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，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，功率因数将提高。

并联电容器的补偿方法又可分为： 1.个别补偿。即在用电设备附近按其本身无功功率的需要量装设电容器组，与用电设备同时投入运行和断开，也就是再实际中将电容器直接接在用电设备附近。适合用于低压网络，优点是补尝效果好，缺点是电容器利用率低。2.分组补偿。即将电容器组分组安装在车间配电室或变电所各分路出线上，它可与工厂部分负荷的变动同时投入或切除，也就是再实际中将电容器分别安装在各车间配电盘的母线上。优点是电容器利用率较高且补尝效果也较理想（比较集中）。 3.集中补偿。即把电容器组集中安装在变电所的一次或二次侧的母线上。在实际中会将电容器接在变电所的高压或低压母线上，电容器组的容量按配电所的总无功负荷来选择。优点:是电容器利用率高，能减少电网和用户变压器及供电线路的无功负荷。缺点:不能减少用户内部配电网络的无功负荷。实际中上述方法可同时使用。对较大容量机组进行就地无功补尝。