电力系统功率因数的提高
功率因数的提高原理在电力系统中的应用
功率因数的提高原理在电力系统中的应用摘要：在电力系统中，功率因数的提高，是整个供电网络质量好坏程度之一。
但是随着社会经济以及技术发展水平不断提升后也会出现一系列问题。
比如说电网网损越来越严重、电能损耗越来大；电压和电流不平衡等现象频繁发生等等情况都说明了现在我们已经不能再继续用以前传统的方式来改善这些状况了；所以为了满足人们日益增长得需求，提高电力系统中功率因数对整个供电网络有着重要意义。
关键词：功率因数，电力系统一、功率因数的理论基础1 功率因数的定义功率因数是指电力系统的传输电的电流和电压以及负载所需要相等时空参数总和，它既要有有功用量，也要求无功消耗，即：（1）在同一个输电网中。
若将其视为等效电路。
如果认为输电线两端没有输入电能时；称为空载状态；反之而言得就是满负荷运行下边存在一个电容值的情况下。
（2）无功补偿是指在输电线路中，由于电能和热能之间没有必要消耗，所以可以把有功电流转换成电压或电阻来进行交换；如果将其变换为电压或者负载时就不需要考虑损耗这一方面了，因此在实际操作中是比较有效且实用的方法之一：如果用电容替代无功负荷而不是直接通过改变功率因数得到相等值。
（3）有功传输是指电力系统中的电能从发电厂到用户，电能从发电厂到用户的流动过程。
（4）输电线路中，由于存在有功传输、无功输送和负载传递三种形式而产生电压或者电流；如果将这三个环节合并成一个回路进行能量交换时称为双流系统。
（4）电力系统中的电能从发电厂到用户，在输电线路和配电变压器之间进行能量交换，如果将功率因数转换成电压或者电流，就可以得到有功传输和无功传播的数学模型。
2 功率因数的关系在实际应用中，有很多因素都影响着功率因数的问题，但最主要是两个方面：（1）电力网系统容量和电压等级。
一般情况下用大电网传输能力来表示。
但是如果要提高功率因数则需要增大输送距离。
这就意味着输电线路上所消耗的电量会减少许多；所以为了使电能质量得到保证从而降低成本等一系列措施，我们可以通过增加电源供给量或改变供电方式等方法实现，同时也可以通过改变电压等级来提高功率因数。
试述提高功率因数的意义和方法
试述提高功率因数的意义和方法
提高功率因数的意义及方法
功率因数是指在实际使用中，电动机从电网中消耗的有功功率与其额定有功功率之比。
功率因数低，则意味着电路中有过多的虚功率，电网中的负载更加不均衡，降低了系统的效率。
因此，提高功率因数具有重要的意义，可以降低电费和降低发电机的损耗，提高能效，减少电网的负荷不均衡，减少电压降，改善电网的稳定性，确保供电的安全可靠，是电力工程技术的重要内容。
提高功率因数的方法可以分为两种，一种是改善设备设计，另一种是使用专用设备。
针对前者，可以采用可调负载电容器、可调抗功率因数补偿装置、调压器等，以降低设备虚功率损耗，达到提高功率因数的目的。
针对后者，可以使用专用功率因数补偿设备，如电力电容器、抗功率因数补偿装置、调压器等，可以有效改善电力系统的功率因数，提高系统的能效。
总之，提高功率因数具有重要的意义，可以降低电费，降低发电机损耗，改善电网的稳定性，确保供电的安全可靠，为此可以采取改善设备设计和使用专用设备两种方法。
功率因数的提高原理在电力系统中的应用
P
10×10 3
并联电容后，功率因数为 0.9，电路中的总电流为： I=Ucos φ =220×0.9=50.5A
2
P
10×10 3
由视在功率 P=UI 知：当电路有功功率功率不变时，提高功率因数，可以减小视在功率，从而 提高电能的利用率。以上式的计算结果还可以得出，设备功率因数降低，在线路输送同样有 功功率时，线路中就会流过更多的电流，使线路中的有功功率损耗增加，功率因素提高后， 可以减少输送电流，减少设备的成本，提高设备资源的利用率，减少资源的浪费。 5.3 降低了线路压降 由于线路传送电流小了，系统的线路电压损失相应减小，有利于系统电压的稳定，有利 于大电机起动。 5.4 降低了系统能耗 功率因数的提高，能减少线路损耗及变压器的铜耗。 6 结论 提高电力系统功率因数对社会有着重大的意义。功率因数提高，在有功功率不变的情况 下，视在减小，无功功率也减小，这样增加了电能的利用率。如今，功率因数的提高原理在 电力系统中有着广泛的应用，它的应用，不仅给用户带来了显著地经济效益，还降低了电网 企业的网损，具有节能的作用。
图（1）
2
图（2）
功率因数的提高原理在电力系统中的应用
由上图可知，在并联电容之前端口电流的有功分量为 I，有功功率为 P=UI=UIL cosφ 其中φ 为并联电容之前的功率因数角，并联电容之后，电流的有功分量不变，而端口电流的 无功分量却因并联电容而减小。由于并联电容之后无功功率减小，从而达到了提高功率因数 的目的，从相量图也可以看出，由于并联电容的增加，电路中的总电流的绝对值也减小了。 并联电容的确定：
4
功率因数的提高原理在电力系统中的应用
参考文献： [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] 张剑飞 提高企业供用电功率因数的方法和意义[J] 煤炭技术 第 26 卷第 9 期. 陆安定 等 功率因数与无功补偿[M] 上海：上海科学普及出版社，2004。 王鹏涛 探讨功率因数及功率因数的提高[J] 科技信息机械与电子 2010 年 第九期. 邱关源．电路(上)[M]．北京：高等教育出版社，1998. 秦曾皇．电工学[M]．北京：高等教育出版社，1999. 陈文光，张少农．功率因数的概念及测试方法探讨[J]．电气电子教学报，1973，24(5). 李月玲，何毓敏 功率因数提高的研究[J] 吉林化工学院学报第 21 卷第 4 期 2004 年
提高功率因数的方法是
提高功率因数的方法是
要提高功率因数，可以采取以下几种方法：
1. 安装功率因数校正装置：功率因数校正装置可以动态调整电路中的电感和电容元件，使功率因数达到理想值。
这些装置通过监测功率因数的变化，并发送信号给电容和电感元件来实现调整，从而达到提高功率因数的目的。
2. 使用高功率因数的电器设备：一些电气设备具有较高的功率因数，使用这些设备可以提高整个电路的功率因数。
例如，采用具有电子（无感性）负载的电器设备，它们通过电子开关控制电流流向，避免传统电阻、电容、电感等元件对功率因数的影响。
3. 增加电容器：在电路中并联或串联安装电容器，可以提高电流与电压的相位差，从而提高功率因数。
电容器的容量应根据实际情况选取，以使功率因数接近1。
4. 减少电感元件：电感元件会导致电流与电压之间的相位差，从而降低功率因数。
因此，减少电路中的电感元件数量或选择电感较小的元件可以提高功率因数。
5. 调整电力系统的负载平衡：电力系统中的不平衡负载会导致功率因数下降。
通过合理规划和调整电力系统的负载平衡，可以提高功率因数。
6. 优化电路设计：在电路设计阶段加入功率因数优化的考虑，合理选择电路拓扑结构、元件参数等，可实现较高的功率因数。
7. 教育和培训：提高能源管理和电力使用者对功率因数的认识和意识，通过教育和培训，使他们了解提高功率因数的重要性，并采取相应的行动。
综上所述，提高功率因数的方法主要包括安装功率因数校正装置、使用高功率因数的电器设备、增加电容器、减少电感元件、调整负载平衡、优化电路设计以及进行教育和培训等。
这些方法可根据实际情况灵活应用，以提高功率因数，减少电能消耗，提高电力系统的效率。
功率因数的提高原理在电力系统中的应用
功率因数的提高原理在电力系统中的应用广西大学电气工程学摘要：在电力系统中，功率因数是一个非常重要的技术指标，提高功率因数对于降低电力系统损耗、节约电能、提高供电质量等方面具有非常重要的意义。
本文简要分析提高功率因数的必要性、功率因数的提高原理，并对并联电容无功补偿进行了详细分析，得出了补偿电容容量的计算方法，推导了提高功率因数和降低网损之间的关系。
关键词：功率因数补偿方法The Applications of The Principle of Improving Power FactorIn The Electrical SystemAbstract: in the power system, power factor is a very important technology index, improve the power factor can reduce the loss of power system, managing electric energy, improve the quality of power supply and in many fields have very important significance. This essay briefly analysis the necessity of improving power factor, the improvement of power factor, and in detail analyzed the parallel capacitor reactive power compensation, get an conclusion about the compensation capacitance capacity calculation method, deduced the relationship between improve the power factor and the decrease network loss.Keywords：Power Factor, compensation method.一、功率因素功率因数是交流电路的重要技术数据之一。
浅谈功率因数的意义及提高功率因数的方法
浅谈功率因数的意义及提高功率因数的方法【摘要】功率因数是电力系统中重要的参数，它可以反映电路中有用功率与全部视在功率之间的比率。
在电能质量和能源利用效率方面具有重要意义。
本文首先介绍了功率因数的定义和重要性，然后详细解释了功率因数的计算方法和意义。
接着，提出了一些提高功率因数的方法，如增加电动机负载、优化电路设计等。
介绍了使用功率因数校正装置对功率因数进行调整的方法。
结论部分强调了功率因数在电力系统中的重要性，指出提高功率因数的必要性，并展望了未来发展趋势。
通过本文的阐述，读者可以更好地了解功率因数的意义及提高功率因数的方法，进一步提高电能利用效率和节能减排水平。
【关键词】功率因数、定义、重要性、计算方法、意义、提高、方法、校正装置、必要性、发展趋势1. 引言1.1 功率因数的定义功率因数是指交流电路中，电流和电压之间的相位差，是电力系统中一个重要的参数。
在交流电路中，电流和电压是不同时间变化的，它们之间存在一定的相位差，而功率因数就是描述电流和电压之间相位差的一个物理量。
具体来说，功率因数是指电路中有功功率与视在功率之间的比值。
有功功率是电流把电能从电源输送到负载的能力，视在功率是指在电路中流动电流的总能量。
功率因数的数值茹卧在0到1之间，当功率因数为1时，电路中的有功功率等于视在功率，表示电路能有效利用电能；当功率因数小于1时，表示电路中有一部分能量没有被有效利用，存在能量浪费的问题。
功率因数的大小直接影响着电路的能效和稳定性。
1.2 功率因数的重要性功率因数是电力系统中一个非常重要的参数，它反映了电路中有用功率和视在功率之间的关系。
功率因数的重要性主要体现在以下几个方面：1. 节约能源：功率因数低意味着在给定有用功率的情况下，需要更大的视在功率才能满足需求。
这会导致电网的损耗增加，并浪费更多的能源。
提高功率因数可以降低系统的损耗，节约能源。
2. 提高设备效率：在功率因数较低的情况下，设备的运行效率会下降，导致设备发热增加、寿命缩短等问题。
电工实验报告,功率因数的提高
电工实验报告,功率因数的提高
功率因数的提升实验
功率因数指电力平衡系统中，有功功率与无功功率之比值，是反映电能功率利用程度的重要指标，实际应用中往往要求功率因数达到尽可能接近1的最大值，以达到节能减排的目的。
为了研究电变压器改善负载安装位置对功率因数提升的作用，本实验选择复相负载和开关电源为实验设备，使用万用表测量电压和电流值进行实验。
实验过程：
1. 连接电力系统的负载和开关电源之间的电缆，使电力系统完成接线。
2. 调节比例负载安装位置，当电压谐波和相位差稳定时，使万用表接通，启动谐波测量，记录两组负载安装位置前后的有功功率、无功功率和功率因数数据。
3. 计算出两个负载安装位置下的平均有功功率、无功功率和功率因数，完成此实验。
实验结果：
实验结果表明，改善电变压器负载安装位置可以提升功率因数值，且比不改变负载位置提升相对较明显，但随着负载安装位置的改变，负载电流也会有所变化，因而不同的环境有待设计中考虑合理的负载安装位置，以提高功率因数，以达到最优。
结论：
通过本次实验，我们发现改善电力系统中电变压器负载安装位置可以显著提高功率因数，从而达到节能减排的目的。
由于实际环境复杂，合理安装负载位置应充分考虑有功功率、无功功率以及环境等因素，以达到最佳效果。
提高功率因数的三种方法
提高功率因数的三种方法嘿，朋友！你有没有想过，在我们的电力世界里，有个很重要的东西叫功率因数呢？就好像一个团队里，每个成员的效率都得协调好，电力系统里的功率因数要是不高，那可就像一个乱糟糟的团队，好多能量都浪费掉了，多可惜呀！今天我就来和你唠唠提高功率因数的三种方法。
咱先来说说第一种方法——提高自然功率因数。
这就好比是让一个人自身的身体素质变好一样。
在我们的用电设备里，很多电动机就像是一个个小运动员。
有些电动机老是空转或者负载率特别低，这就相当于运动员没使上劲，在那干耗着。
比如说工厂里有些机器，明明不需要一直全功率运行，却一直开着，这时候功率因数就低得可怜。
我们可以通过合理选择电动机的容量来改善。
要是电动机选得太大，就像给一个小孩穿大人的衣服，不合身，运行起来效率低。
还有像一些异步电动机，要是能提高它的检修质量，保证它的气隙均匀，那它就能更好地发挥作用，就像给运动员做个全面的体检和训练，让他在赛场上更出色。
另外，对于像变压器这样的设备，要是负载率在一个合适的范围，就不会像一个大胃王吃一点点东西，大部分能量都浪费在消化自身上了。
有一次我去一个小工厂，看到他们的车间里有好多设备。
我就和那里的电工老张聊天。
我问他：“老张啊，你们这儿的功率因数咋样啊？”老张皱着眉头说：“哎，不咋地啊，电费老是比人家高，也不知道咋回事。
”我就给他指了指那些空转的小电机，说：“你看这些小电机，一直在那空转，就像光吃饭不干活的主儿，多浪费电啊。
要是能根据实际需求调整一下，让它们该干活的时候干活，功率因数肯定能提高不少呢。
”老张一拍脑袋：“哎呀，我咋没想到呢！”再说说第二种方法——人工补偿法。
这就像是给电力系统请了个外援。
这个外援就是电容器。
电容器在电力系统里就像一个小储蓄罐，专门储存电能。
当电路里的无功功率不足的时候，电容器就把储存的电能拿出来补上。
就好比一个团队里，有人专门负责支援那些力不从心的队员。
在一些大型的商场或者写字楼里，用电设备特别多而且复杂，功率因数往往比较低。
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电力系统功率因数的提高方式
———贵州航天精工股份有限公司吴敏强
摘要：在供配电系统中，绝大多数负荷都是感性负荷。
从电网中吸收无功功率，降低功率因数。
功率因数低使供配电系统电能损耗增加、电压损失增大和供电设备利用率降低。
因此，必须提高功率因数，功率因数提高方式分为自然提高方式和人工补偿方式，自然提高功率因数有：合理选择电动机规格和型号、避免电机空载运行、合理选择变压器型号及容量、大功率晶闸管取代交流接触器；人工补偿方式有：同步电动机补偿、动态无功功率补偿、并联电容器补偿。
关键词：功率因数动态无功功率补偿并联电容器补偿
电力系统中大多数用户都是从电网吸收无功功率，因负荷呈感性：如感应电动机、电力变压器、电焊机及变流接触器等，从而降低了系统中的功率因数。
而功率因数是供配电系统经济运行的一个衡量标准。
因此，功率因数的提高关系到供配电系统运行的经济性。
众所周知，功率因数
cosφ=P/(P2+Q2)1/2=P/S
式中P为有功功率，Q为无功功率，S为视在功率。
当S一定时，cosφ越小，P就越小。
所以，当变压器容量一定时，功率因数越低，输出的有功功率就越小。
功率因数低影响会变压器的出力，还有感应电动机，输出功率都会因功率因数低而受很大的影响。
电网中功率因数低还会降低系统电压，线路的电压损失可表示为：
ΔU= （PR+QX）/U N
式中P、Q为线路末端负荷的有功功率和无功功率，R、X为线路的电阻和电抗，U N为线路上的额定电压。
当线路上的额定电压U N一定时，线路的电流R+JX一定，负荷的有功功率为定值时，cosφ越小，Q值越大，线损ΔU就越大。
所以，负荷处的线路电压降低，线路损失增大。
因此，功率因数的提高具有很大的必要性。
提高功率因数的方法分为自然提高法和人工补偿法。
自然提高功率因数是指在不增加任何装置设备的情况下，采用科学的措施减少用电设备的无功损耗，使供配电系统的总功率因数提高：
（1）合理选择变压器的容量和型号
变压器在选择时，要注意当前主流是节能型变压器，也就是低损耗型变压器，如S9系列或S10系列。
高损耗变压器已经被淘汰，而对于电网电压波动较大的系统，为改善电能质量应采用有载调压电力变压器，如SZ7、SFSZ等系列。
变压器一般在空载时功率因数偏低，而过载时自身损耗会增加，考虑到变压器的经济运行，其容量的60%～70%为符合负载的负荷容量,即:
S
N =(0.6～0.7)S
C。
(2)合理选择电动机的规格和型号
首先考虑的是大的范围,电动机的类型较多,其中鼠笼型电动机的功率因数比绕线式电动机的功率因数要高；还有工作制式的选择，避免大马拉小车现象，电动机的容量选择也非常重要，异步电动机的功率因数和效率在70%至满载时较高，而在轻载或空载运行时的功率因数和效率都较低。
因而在选择电动机容量时，一般选择电动机的额定容量为拖动负载的1.3倍左右。
（3）交流接触器的改造
用户中设备的电气控制及系统运行电器控制中存在着大量的电磁控制开关，即交流接触器。
其线圈呈感性，可使系统功率因数降低。
可用大功率晶闸管取代交流接触器或改为直流运行，以减少电网的无功功率负担。
人工补偿功率因数是指在供配电系统中增添一些专用设备装置，对这些设备装置进行控制，使其发出或吸收无功功率，从而降低系统中的无功损耗，以达到提高功率因数的目的：
⑴同步电动机补偿
在满足生产工艺的要求下，选用同步电动机，通过改变励磁电流来调节和改善供配电系统的功率因数。
过去由于同步电动机的励磁装置是同轴的直流电动机，其价格高，维修麻烦，现在随着半导体变流技术的发展，励磁装置比较成熟，因此，采用同步电动机补偿是一种经济实用的方法。
⑵动态无功功率补偿
在现代工业生产中，大的冲击性负荷很多（如炼钢电炉、轧钢机、大型压机等），它们使电网电压严重波动，功率因数恶化。
一般并联电容器的自动切换装置动作响应太慢，不能满足其要求。
因此，必须采用大容量、高速的动态无功功率补偿装置，如晶闸管开关快速切换电容器，还有晶闸管励磁的快速响应式同步补偿机。
快速响应式同步补偿机是利用同步调相机做无功电源，是传统的无功功率动态补偿装置，它是专门用来产生无功功率的同步电机，在过励磁或欠励磁的不同情况下，可以分别发出不同大小的容性或感应无功功率。
这种装置调整性能好，在电力系统故障情况下，也能维持系统电压水平，可提高电力系统运行的稳定性。
但造价高，投资大，损耗也较高，每千瓦无功功率的损耗约为 1.8%～5.5%，运行维护技术复杂，而且由于控制复杂造成响应速度慢，在很多情况下已无法适应快速无功功率控制的要求。
⑶电容器补偿
电容器补偿有串联和并联之分，由于并联电容器比串联时功率因数提高的多，所以一般采用并联电容器。
并联电容器补偿又分固定补偿和自动补偿，按接线安装地点不同又分高压集中补偿、低压集中补偿和就地补偿。
固定补偿在变电站6～10KV高压母线上进行，即电容器不随负荷的变化而进行投入或切除控制，补偿电容器容量按下式计算：Q C C =P a v [tanφa v1- tanφa v2]
式中Q
C C 为补偿容量，P
a v
为平均有功负荷，P
a v
= K
a L
P
C
或Wa/t，P
C
为有
功计算负荷，K
a L 为有功负荷系数，W
a
为时间t内消耗的电能，
tanφ
a v1为补偿前平均功率因数角的正切值，tanφ
a v2
为补偿后平均功
率因数角的正切值，（tanφ
a v1- tanφ
a v2
）称为补偿率，可用Δq
c
表示,
该补偿只能补偿总降压变电所6～10KV母线之前的供配电系统中无
功功率产生的影响,而对无功功率在企业内部的供配电系统中引起的损耗无法补偿,因此补偿范围最小。
但由于装设集中，运行条件较好，
维护管理方便，投资较少。
因6～10KV母线停电时间少，所以电容器利用率高。
自动补偿在变电所0.38KV母线上进行，即根据cosφ测量值按功率因数设定值自动投入或切除电容器，即
Q
C C低=P
c低
[tanφ
低
- tanφ
2
]
低压集中补偿就是自动补偿，该补偿对变电所低压母线前的变压器和高压配电线路及电力系统的无功功率可以补偿，但对低压母线后的设备及线路不起作用，该补偿使变压器的视在功率减小，从而使变压器容量可以选择更小，减少了功率损耗，较经济实用，一般安装在低压配电室内，运行维护安全方便。
单独就地补偿是指在个别功率因数较低的设备旁边装设补偿装置，有针对性，能补偿安装部位以前的所有设备，补偿范围最大，效果较好，但投资大，设备停止工作时，电容器被切除，其利用率较低。
总的来说，功率因数的提高方式多种多样，用户根据自己具体的负荷情况选择适合的补偿方式，从节能降耗角度来看，补偿范围大、维护方便的低压集中并联电容器补偿更适合，且用户中应用相当普遍。