无功功率与功率因数的提高
功率因数的提高
大的电容C。
解： (1)
C
P ωU
2
(tan1
tan )
cos 0.6 即 53
cos 0.95 即 18
求并C前后的线路电流
并C前:
I1
P
Ucos1
10103 A 220 0.6
75.6A
P
1 0 1 03
并C后: I
A 47.8A
Ucos 220 0.95
(2) cos 从0.95提高到1时所需增加的电容值
(2) 提高功率因数的措施:
在感性负载两端并电容
I
+
U
-
I1
结 论 并联电容C后：
(1) 电路的总电流 I ，电路总功率因数 电路总视在功率S
(2) 原感性支路的工作状态不变:
感性支路的功率因数
不变
感性支路的电流 不变
(3) 电路总的有功功率不变 因为电路中电阻没有变， 所以消耗的功率也不变。
U I1
Ucos 220 0.9
该电源还有富裕的容量。即还有能力再带负载； 所以提高电网功率因数后，将提高电源的利用率。
功率因数的提高
1.功率因数
:对电源利用程度的衡量。
的意义：电压与电流的相位差，阻抗的辐角
+
-
Z R jX
I
U
Z
X
R
当
时,电路中发生能量互换,出现无功
功率
这样引起两个问题:
(1) 电源设备的容量不能充分利用
SN UN IN 1000kV A
若用户：
则电源可发出的有功功率为：
P UN INcos 1000kW
富裕的容量？
解：(1)电源提供的电流为：
《功率因数的提高》课件
实施效果：经 过实施功率因 数提高方案， 该工厂的能源 消耗量大幅降 低，运营成本 也得到了有效
控制。
案例二：某小区的电力系统的功率因数提高
案例背景：某小区的电力系统存在功率因数低的问 题，影响了电力系统的效率和稳定性。
单击此处输入你的智能图形项正文，请尽量言简意赅的阐述观 点，以便观者可以准确理解您所传达的信息。
解决方案：采用无功补偿装置，提高电力系统的功 率因数。
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实施过程：对小区的电力系统进行改造，安装无功 补偿装置，并进行调试和运行。
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采用无功补偿装 置
提高设备负载率
合理选择电动机：根据实际需要选择合适的电动机，避免过大或过小 提高设备的运行效率：对设备进行定期维护和保养，确保设备正常运行 调整负载：根据实际情况调整负载，避免空载或过载运行 采用无功补偿装置：通过无功补偿装置提高功率因数，降低无功损耗
无功补偿装置的应 用
并联电容器补偿
串联电容器补偿 的原理
串联电容器补偿 的优点
串联电容器补偿 的应用场景
串联电容器补偿 的注意事项
混合补偿方式
定义：将并联电容器和串联电抗器同时使用，以实现无功补偿的方式 优点：可以根据负载的感性或容性无功功率进行补偿，提高功率因数 应用场景：适用于负载变化较大、谐波干扰较严重的场合
注意事项：需要合理选择电容器和电抗器的参数，以避免谐振和过补偿现象的发生
功率因数。
功率因数与电路 效率的关系：功 率因数越高，电 路的效率就越高， 电能利用率也就
提高功率因数的方法
35科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY INFORM TION 2008NO.06SCI ENCE &TECHNOLOGY I NFORMATI ON 学术论坛功率因数是指电力网中线路的视在功率供给有功功率的消耗所占百分数。
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,不但可以充分的发挥发、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和为用户本身节约电能。
1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。
电网频率的波动。
我们知道了影响电力系统功率因数的一些主要因素,因此要寻求能够使低压电力网功率因数提高的实用方法,使低压网能够实现无功的就地平衡,达到降损节能的效果。
2无功补偿的一般方法随机补偿。
将低压电容器组与电动机并接,通过控制、保护装置与电机,同时投切。
适用于补偿电动机的无功消耗,以补励磁无功为主。
其优点是:用电设备运行时,无功补偿投入,用电设备停运时,补偿设备也退出,而且不需频繁调整补偿容量。
具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活,维护简单、事故率低等。
随器补偿。
将低压电容器通过低压保险接在配电变压器二次侧,以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。
功率因数的提高
IC
•
I • I1 •
U
•
R IC
j L
-j 1 C
(a)
1 2
•
I
•
(b) I1
•
U
•
IC
图4.50 功率因数的提高
功率因数的提高
用并联电路来提高功率因数，一般补偿到0.9左右，而不是补偿到更高， 因为补偿到功率因数接近于1时，所需电容量大，反而不经济。
并联电容前有 P UI1 cos1
P I1 U cos1
电工基础
功率因数的提高
1.1 功率因数提高的意义
功率因数低产生的不良后果
(1)电源设备的容量不能得到到充分的利用 (2) 增加了线路上的功率损耗和电压降。
在交流电路中，一般负载多为电感性负载，例如常用 的交流感应电动机，日光灯等，通常它们的功率因数都比 较低。交流感应电动机在额定负载时，功率因数约在 0.8~0.85 ， 轻 载 时 只 有 0.4~0.5 ， 空 载 时 更 低 ， 仅 为 0.2~0.3，不装电容器的日光灯的功率因数为0.45~0.60左 右。
并联电容后有 P UI2 cos2
I P U cos2
由图4.50(b)可以看出
IC
I1 sin 1
I sin 2
P sin1 U cos1
P sin2 U cos2
P U
(tan 1
tan2 )
IC
U XC
CU
C
P U 2
(tan
1
tan
2
)
功率因数的提高
例4.30 如图4.51所示为一日光灯装置等效电路，已知
P 40W，U 220V，I 0.4A，f 50Hz
《功率因数的提高》课件
功率因数的改善可以减小线路中的电压损失，保证用户端获得更加稳定的电压 。
减少电能损失
降低变压器和线路的温升
功率因数的提高可以减小变压器和线路的电流，从而降低其温升，延长设备的使 用寿命。
减少电机启动电流
在工业生产中，功率因数的提高可以减小电机的启动电流，降低对电网的冲击， 延长电机的使用寿命。
企业用电的功率因数提高
总结词
企业需要采取系统性的 措施来提高功率因数， 以降低能耗和运营成本
。
优化设备布局
合理布置电机、变压器 等设备，减少无功损耗
。
选用高效设备
采用具有高功率因数的 电机、变压器等设备。
实施无功补偿
通过安装无功补偿装置 ，提高企业整体功率因
数。
公共设施用电的功率因数提高
01
02
03
04
总结词
公共设施需要关注功率因数的 提高，以确保供电质量和降低
能源消耗。
强化设备维护
定期检查和维护公共设施中的 电气设备。
实施节能改造
对老旧设备进行节能改造，提 高其运行效率。
推广节能技术
采用先进的节能技术和设备， 如LED照明等。
THANK YOU
感谢聆听
05
实际应用案例
家庭用电的功率因数提高
01
02
03
04
总结词
通过简单措施，家庭可以有效 地提高功率因数，降低能源消 耗和电费。
使用高效家电
购买能效标识较高的家电，如 节能灯泡、高效空调等。
合理安排家电使用时间
避免在高峰时段使用大功率家 电，如电饭煲、洗衣机等。
定期维护家电
清洁和维护家电设备，确保其 高效运行。
功率测量及功率因数的提高
功率测量及功率因数的提高至于改善用电的功率因数的主要方法则有：提高用电设备的功率因数和用户设置无功电源。
由于异步电动机的功率因数较低，同步电动机的功率因数可以调整，必要时还可向其他用电设备提供无功功率。
实时测量用户的功率因数，并与整定值进行比较，然后自动投入相应的补偿容量；按无功功率控制。
简介功率因数是反映电力系统的负荷特性的一个特征量。
它的大小关系到电力系统的供电效率及用电设备的用电特性。
功率因数小则表则无功功率大，而无功功率大在电力系统中会引起电压波动，并造成输电线中功率损耗增大。
所以，提高功率因数有着重大的经济效益。
其基本途径是就地供给负荷所需的无功功率，从而减少流经输电线路和变电设备的无功功率(见无功功率补偿)。
至于改善用电的功率因数的主要方法则有：提高用电设备的功率因数和用户设置无功电源。
提高用电设备的功率因数电动机、变压器在空载和轻载运行时的功率因数都很低，因此在确定这些设备的容量或确定生产工艺时，应考虑尽量减少空载运行时间、避免上述设备处于轻载运行状态。
因此，在技术经济可能的条件下，选用交流同步电动机。
用户设置无功电源大多数用电设备都需用无功功率，如果全部或部分的无功功率由用户的无功电源来提供（称为无功补偿），用户的视在功率就等于或接近有功功率，即用电功率因数得到了改善。
通常用户使用的无功电源是静电电容器，一般分成若干组，根据需要可部分投入运行或全部同时运行。
其控制方式有：①按时间控制。
根据预测的负荷曲线，决定在不同的时间自动投入不同的补偿容量；②按功率因数控制。
实时测量用户的功率因数，并与整定值进行比较，然后自动投入相应的补偿容量；③按无功功率控制。
实时测量用户的无功功率，并与整定值进行比较，然后自动投入相应的补偿容量。
对于用电大户，也有采用同期调相机作为无功电源的，可以提供较多无功功率，但其运行和维护不便。
在一些大型工厂中，负荷可能经常急剧变化，上述无功电源及其控制方式由于响应时间较慢而达不到使用要求。
功率因数的提高原理
功率因数的提高原理
功率因数的提高原理主要是通过调整电路中的电流和电压之间的相位差来改善功率因数。
功率因数是衡量电路中有用功率与总视在功率之间关系的一个指标，其数值范围在-1到1之间。
当功率因数为正数时，电路中的有用功率和视在功率同向，能够充分利用电能；当功率因数为负数时，电路中的有用功率和视在功率反向，电能的利用效率会降低。
提高功率因数的原理是通过安装功率因数校正设备或者调整电路中的电容器来改变电流和电压之间的相位关系，以使功率因数接近1。
具体而言，这些设备或电容器可通过引入合适的电感元件来改变电路的阻抗，从而使电流和电压之间的相位差减小。
当电路中添加了合适的电容器后，电容器的感抗会与电路的电感抗相抵消，从而降低了电路的总阻抗。
这样一来，电路中的电流和电压之间的相位差就会减小，功率因数也会相应提高。
通过调整电路中的电容器容值或者电流通过电容器的大小，可以进一步调节功率因数的数值，以满足实际需求。
通过提高功率因数，可以降低电路中的无功功率损耗，提高电能的利用效率。
在实际应用中，提高功率因数可以减少电路的电流、降低线路的损耗和散热，并且有助于提高电网的供电质量。
因此，对于需要大量耗电的工业和商业设施来说，提高功率因数是非常重要的。
功率因数的提高论文
功率因素的提高原理在电力系统中的应用电气工程学院姓名： **** 学号：******摘要：随着电力电子与信息技术在社会各个领域的渗透应用，一些新型电力负荷对电能质量的要求不断提高，电能质量已成为电力企业和用户共同关心的课题。
对广大供电企业来说，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，功率因数越高，有功功率越大，通过电路转换出来的能量就越多。
这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。
提高电力系统的功率因数，已成为电力系统工业中一个重要课题。
以下我主要谈功率因数的意义、影响电网功率因数的主要因素以及怎么样可以提高功率因数的方法，提高功率因数的意义。
关键词：功率因素，电力系统,有功功率 ,应用Power factor improvement principle and its application in power systemAbstract: With the development of power electronics and information technology in all social field applications, some new power load on electrical energy quality requirements continue to increase, power quality has become the electric power enterprises and users of common concern. Supply of large enterprises, the users of power factor level, directly related to the electricity grid in the power loss and power loss, the higher the power factor, active power is greater, through the circuit switched out of the more energy you. This is related to the power supply line voltage loss and voltage fluctuation, but also to the conservation of energy and the whole area of the supply quality of power supply. Improve the power factor of power system, power system has become an important topic in industry. Following I mainly talk about the significance of power factor, impact of power factor is the main factor and how it can improve power factor method, the meaning of raising power factor.Key words: power system, power factor, active power,application一、对功率因数的概论所谓功率因数，是指任意二端网络（与外界有二个接点的电路）两端电压U与其中电流I之间的相位差的余弦。
请简述提高功率因数的意义和方法
请简述提高功率因数的意义和方法
提高功率因数的意义
1、提高功率因数可以减少人们的用电费用。
2、提高功率因数可以让家里的电器工作效率提高，提升用电设备的利用率。
3、可以让电流运输的更快，减少在运输电能过程中的损耗。
功率因数提高的方法
1、想要提高功率因数可以降低电流输入输出的相位差。
2、往电路中投入电容，达到电容补偿功率因数。
3、选择合理的异步电机，避免变压器的空载运行。
4、减少电力系统中所需要的无功功率，减少负荷取用的无功功率，可以降低无功电流。
功率因数的作用及提高方法
功率因数的作用及提高方法电摘要：在供电过程中，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。
文章介绍影响电网功率因数的主要因素以及无功补偿的几种实用方法。
关键词：功率因数；节约电能；无功补偿Role and improve power factorAbstract:In the supply process, the level of user power factor is directly related to the power loss and power loss in the power grid, related to the voltage of the power supply line losses and voltage fluctuations, but also to the quality of power supply to save energy and the entire supply area. The article describes the main factors that affect grid power factor, and low voltage reactive compensation Practical Methods.Keywords:Power factor; energy conservation; quality of power supply功率因数是指电力网中线路的视在功率供给有功功率的消耗所占百分数。
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和为用户本身节约电能。
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实验报告
课程名称： 电路原理实验（甲）Ⅱ 指导老师： 成绩：__________________
实验名称： 无功功率与功率因素数的提高 实验类型： 研究探索型实验 同组学生姓名：__________
一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）
三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得
一、实验目的
1.了解用电系统中进行无功补偿的原因和意义;
2. 熟悉荧光灯电路的组成、工作原理和连接，掌握并联电容进行无功补偿的原理；
3.通过实验了解功率因数提高的方法和意义；
4. 探讨系统谐波对无功补偿的影响；
5.进一步学习测量数据的处理和曲线的绘制，了解有理经验公式的求取方法。
二、实验原理
1、负载电压与电流间存在相位差，为了提高设备的利用率，常常需要提高设备的功率因数。若负载呈感
性，可通过在负载两端并联电容器的方法进行补偿，但补偿电容必须选择合理，否则当负载呈现容性时，
功率因数反而降低。
2.本实验的低功率因数感性负载由荧光灯管、镇流器和启辉器组成。并联电容后，线路中的总电流能抵消
部分无功分量，提高系统的功率因数。
3.设电源分解为基波和各次谐波函数，则
即可得：2022aIbCCI
利用不同 C 时，电流的数据，通过曲线拟合可求出待定系数。
4.同理可求得 根据P-C曲线拟合可得出单位电容等效电导g。
三、实验接线图
专业：
姓名： XXX
学号： XXXXXXXXXX
日期： 2014.2.24
地点： 东3-208
装
订
线
实验名称： 无功功率与功率因素数的提高 姓名：____XXX____学号： XXXXXXXXXX
四、实验设备
1、数字万用表
2、电工综合实验台
3.DG09荧光灯实验组件。
五、实验步骤
1. 用万用表电阻档，检查日光灯管是否正常；
2. 确认电源输出电压在0－220V可调，并调整为零;
3. 连接线路，电容C 暂时不接入电路，调节单相交流电源输出约180V，点亮日光灯后；
4. 调节输出电压到220V，保持约10分钟，稳定后开始测量工作。记录电路中的相关电压、电流和有功
功率；即无电容时, 电路相关数据
5. 保持电压表两端电压不变, 并联补偿电容, 逐步增大电容C 的值, 记录接各电容时, 电路中的相关
电压、2支路电流和有功功率;
6 . 切断电路时，需将电源电压调至零，然后再断开电源；
六、实验数据记录
表1 电容支路的电压电流数据表
P.2
实验名称： 无功功率与功率因素数的提高 姓名：____XXX____学号： XXXXXXXXXX
VU/
220.1 220.1 220.0 219.8 219.9 220.2 220.0 220.1
AI/
2
0.000 0.038 0.067 0.100 0.138 0.169 0.172 0.203
FC/
0.00 0.55 0.97 1.45 2.00 2.44 2.49 2.94
VU/
219.9 219.8 220.1 220.0 220.8 219.8 220.6 220.5
AI/
2
0.230 0.264 0.302 0.323 0.336 0.357 0.384 0.420
FC/
3.33 3.82 4.37 4.67 4.84 5.17 5.54 6.06
VU/
220.9 220.9 220.6 220.4 221.0 221.0 220.7 220.8
AI/
2
0.458 0.482 0.491 0.513 0.543 0.576 0.613 0.646
FC/
6.60 6.94 7.08 7.41 7.82 8.30 8.84 9.31
表2 各补偿电容下功率P、功率因数cos、总电流I以及2I数据表
WP/
38.28 38.41 38.80 39.08 39.65 39.98 39.75 40.25
cos
0.44 0.48 0.52 0.57 0.64 0.70 0.70 0.76
AI/
0.392 0.363 0.340 0.314 0.286 0.266 0.263 0.246
22
/AI
0.1537 0.1318 0.1156 0.09860 0.08180 0.07076 0.06917 0.06052
FC/
0.000 0.550 0.97 1.45 2.00 2.44 2.49 2.94
WP/
40.53 40.81 40.88 41.53 41.26 41.52 41.68 42.12
cos
0.82 0.87 0.92 0.94 0.94 0.95 0.92 0.88
AI/
0.232 0.219 0.208 0.206 0.205 0.208 0.210 0.220
22
/AI
0.05382 0.04796 0.04326 0.04244 0.04202 0.04326 0.04410 0.04840
FC/
3.33 3.82 4.37 4.67 4.84 5.17 5.54 6.06
P.3
实验名称： 无功功率与功率因素数的提高 姓名：____XXX____学号： XXXXXXXXXX
WP/
42.74 42.70 42.87 42.94 43.50 43.76 44.08 44.41
cos
0.83 0.79 0.77 0.73 0.68 0.63 0.58 0.54
AI/
0.235 0.248 0.253 0.269 0.288 0.312 0.342 0.370
22
/AI
0.05522 0.06150 0.06401 0.07236 0.08294 0.09734 0.1170 0.1369
FC/
6.60 6.94 7.08 7.41 7.82 8.30 8.84 9.31
七、实验数据分析
得出公式：P=0.6623C+38.20
WP/
FC/
P-C曲线
SU68.130.220106623.0106623.0g2626
P.4
实验名称： 无功功率与功率因素数的提高 姓名：____XXX____学号： XXXXXXXXXX
-101234567891011
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
FC/
AI/
I-C曲线
P.5
得出公式：20082.007979.0-4056.0CCI
实验名称： 无功功率与功率因素数的提高 姓名：____XXX____学号： XXXXXXXXXX
cos
FC/
-C曲线
cos
-101234567891011
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
P.6
得出公式：
554432C10503.410462.100895.005939.01355.04486.0cos
CCCC
最佳补偿点在FC08.5左右。
实验名称： 无功功率与功率因素数的提高 姓名：____XXX____学号： XXXXXXXXXX
可得出公式：2200476.004647.01555.0CCI
-101234567891011
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
22
/AI
FC/
CI-
2
曲线
P.7
八、实验结论
采用并联电容器的方法对功率因数进行补偿，当电容增大时，由于介质损耗的影响，功率P与电容C
之间呈线性关系，总电流的平方值与电容的关系满足一个二次方程，功率因数随着电容的增大先增大，呈
现感性，后减小，呈现容性，最终求得最佳补偿点在5.08F左右。实验结果与理论接近，曲线拟合误差
相对较小，但仍可继续提高实验精度。
实验名称： 无功功率与功率因素数的提高 姓名：____XXX____学号： XXXXXXXXXX
九、思考心得
1.本实验为什么不采用串联电容器的方法？
串联电容器后，影响荧光灯上的电压，且串联电容器不宜操作，不安全，实验步骤繁琐。
2.电容器是否有功率损耗？如何确定？
若功率与电容之间存在线性关系，则有功率损耗，可通过拟合P-C曲线得出斜率来计算这种损耗值。
P.8