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功率因数对供配电系统电能质量的影响

摘 要：详细介绍了功率因数对供配电系统电能质量的影响以及两种提高功率因数的方法：传统法和补偿法。

关键词：功率因数 无功补偿 感性负荷 电能质量 中图分类号： U223.6 文献标识码： A 文章编号：

众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力，现代社会信息技术和其他高新技术都是建立在电能应用基础之上的。但是，电能的生产、供应和使用过程是同时进行的，只能用多少发多少，不像其他商品那样可以大量储存。因此，发电、供电和用电每时每刻都必须保持平衡。否则，用电负荷增加，电力系统的频率和电压就要下降，可能造成严重的后果。在负荷正常的情况下，如果功率因数达不到规定的要求，则会造成电能的极度浪费和有色金属的过度损耗，这些在合理的运用电能方面都是不允许的。如何提高电能的利用率，提高人均用电量。解决此问题的最好办法就是提高电力系统及用电设备的功率因数，有效的利用电能。

1 功率因数

功率因数是交流电路的重要技术数据之一 。功率因数的高低，对于电气设备的利用率和分析、研究电能消耗等问题都有十分重要的意义。在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫作功率因数，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，一般白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。感性负载除了从电网吸收部分有功功率外，还和电源之间进行能量的交换。这部分交换的能量并不做功，称它为无功功率。如果负载的功率因数愈低，那么负载所吸收的无功功率就愈大。这说明发电设备的容量仅有一小部分被有效利用，其余部分只是在电源与负载之间进行无用的功率交换。这样必须提高负载的功率因数。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准 2 提高功率因数的方法

提高功率因数的途径主要在于如何减少电力系统中各部分所需的无功功率，特别是减少负载取用的无功功率。由此，提高功率因数的方法很多，大致可分

为两大类。

2．1 提高自然功率因数

自然功率因数的高低，取决于所用电气设备的负荷性质，阻性负荷的功率因数高，而感性负荷的功率因数低。提高功率因数，就要减少系统供给的无功功率，采用下列措施降低用电设备所需的无功功率，则可使设备的自然功率有所提高。

(1)负载设备进行改造，例如：对于电焊机之类的感性负载设备，在其变压器的铁芯柱上增加两个电抗绕组，通过有效匝数的匹配，使其产生的磁通大小相等、方向相反，用电抗绕组的电抗来克服电焊机本身绕组的电抗，进行无功补偿，提高其功率因数。 (2)对于电动机之类的感性负载 ，在额定负荷时功率因数在0．8以上，而空载时在0．2，0．3左右，其功率因数与负载关系密不可分。提高其自然功率因数可从以下几方面着手：电动机负载应与容量相匹配，防止“大马拉小车”现象；如实际负载只是电动机负载的30％左右时，启动、运行时应采用减压启动、运行，如三角形与星形切换等。 2．2 采用无功补偿装置

采用供应无功功率的装置补偿用电设备所需的无功功率，以提高其功率因数。由于并联电容器的有功