在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的余弦叫做功率因數(shù),用符號(hào)cosΦ表示,在數(shù)值上,功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S.
電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器、日光燈及電弧爐等,大多屬于電感性負(fù)荷,這些電感性的設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中不僅需要向電力系統(tǒng)吸收有功功率,還同時(shí)吸收無(wú)功功率。
交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),消耗的全部交流電功率叫做全功率。全功率是由兩部分組成的:一部分是轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的,帶動(dòng)水泵、機(jī)床等做功,叫做有功功率;另一部分是提供激磁電流的,在電動(dòng)機(jī)的靜子鐵芯中產(chǎn)生交變磁場(chǎng),叫做無(wú)功功率。
在交流電的生產(chǎn)和使用中,無(wú)功功率的消耗是必要的,但是應(yīng)該盡量降低這部分消耗。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。
功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個(gè)系數(shù)。功率因數(shù)低,說(shuō)明電路用于交變磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換的無(wú)功功率大,從而降低了設(shè)備的利用率,增加了線路供電損失。
所以,供電部門(mén)對(duì)用電單位的功率因數(shù)有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求。
企業(yè)無(wú)功功率過(guò)低,不僅對(duì)設(shè)備產(chǎn)生消耗,影響生產(chǎn),還會(huì)造成電業(yè)局罰款。
在大系統(tǒng)中,無(wú)功補(bǔ)償還用于調(diào)整電網(wǎng)的電壓,提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
在小系統(tǒng)中,通過(guò)恰當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償方法還可以調(diào)整三相不平衡電流。在相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉(zhuǎn)移有功電流。
因此,對(duì)于三相電流不平衡的系統(tǒng),只要恰當(dāng)?shù)卦诟飨嗯c相之間以及各相與零線之間接入不同容量的電容器,不但可以將各相的功率因數(shù)均補(bǔ)償至1,而且可以使各相的有功電流達(dá)到平衡狀態(tài)。
提高功率因數(shù)方法
功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān),如白熾燈泡、電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù)為1,一般具有電感或電容性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于1。
通常在企業(yè)中經(jīng)常使用不少容量大小不等的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、變壓器和熒光燈等,也就有大量的無(wú)功電流在供電線路上、變壓器設(shè)備內(nèi)和電動(dòng)機(jī)設(shè)備內(nèi)往返流動(dòng),造成無(wú)功功率損耗,這是很不經(jīng)濟(jì)的。
如何提高功率因數(shù)?提高功率因數(shù)的措施主要有兩個(gè)方面:
一是要盡量避免設(shè)備空載和“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象,這樣不但可以節(jié)約有功功率,又可以節(jié)約無(wú)功功率;
二是加裝電力電容器(也叫做補(bǔ)償電容器)在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備后,將可以提供補(bǔ)償感性負(fù)荷所消耗的無(wú)功功率,減少了電網(wǎng)電源側(cè)向感性負(fù)荷提供及由線路輸送的無(wú)功功率。
圖為江蘇威斯特整流器公司生產(chǎn)的DWTSC低壓無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置
這樣既能提高用電功率因數(shù),又能使輸電、配電線少送些無(wú)功功率,改善供電電壓,降低線路損耗。