功率因数是什么

关注：19 发布时间：2021-10-16 14:48:41

1功率因数是多少？在工业企业中，电机、变压器等电气设备具有电感特性。它们工作时，不仅要吸收电网的有功功率做功，还要吸收电网的无功功率建立磁场。功率因数cos反映有功功率占总电功率的比例，即有功功率与视在功率之比，是衡量电气设备效率的一个系数。功率因数越接近1，消耗的无功功率越少，功率的有效利用率越高。相反，功率因数越低，消耗的无功功率越多，功率没有得到充分有效的利用。有功功率p、无功功率q和视在功率s的关系如下。

可以看出，电气设备的有功功率不仅随电压和电流的大小而变化，还随电压和电流的相位差而变化。当电路中的有功功率不变时，无功功率需求越大，视在功率越大。为了满足电气设备的需要，需要增加变压器和线路的容量。这不仅增加了投资，而且增加了设备和线路的损耗，浪费了电力。此外，无功需求的增加也增加了变压器和线路的电压损耗，恶化了电能质量。因此，有必要提高功率因数，以减少无功功率损耗。

2.提高功率因数的措施

1）提高自然功率因数

一般来说，异步电动机占工矿企业无功功率的60%以上，电力变压器约占20%。所以电力系统的自然功率因数是滞后的，小于1。为了提高系统的功率因数，必须设法改善异步电动机和电力变压器的运行条件，从而提高自然功率因数。提高自然功率因数的措施主要包括以下几个方面：

异步电动机的合理选择。异步电动机的功率因数在额定负载(功率)时为0.85~0.9，而空载时仅为0.2~0.3。空载或轻载时的效率也必须降低。因此，应根据负载特性和运行条件，合理选择异步电动机的容量，使其工作在高效率和高功率因数的范围内。

工矿企业使用的异步电机很多，总是希望电机在选择时有较大的余量，导致很多情况下出现“大马拉小车”的现象。这是工业企业功率因数低的重要原因之一。对于负载不足的异步电机，可以用钳形电流表测量电流，或者通过绘制负载曲线来确定合适的电机容量，然后用小容量电机来代替。用小容量电机代替负载不足的大容量电机，一般可以提高功率因数20%左右；一般当电机负载高于70%时，是无法更换的。当电机负荷低于40%时，应在评估节能效果后合理更换。

轻载电机降压运行。轻载电机降压运行可以降低其无功功率要求，从而提高供电系统的功率因数。当然，降压运行也降低了电机的输出转矩，这一点必须充分考虑。一般认为当电机负载系数低于0.45时。将正常运行时接线的电机改为y接线更为合理，这样功率因数和效率都会得到提高。

电力变压器的合理运行。电力变压器不适合轻载运行，因为变压器一次侧的功率因数不仅与负载的功率因数有关，还与负载率有关。变压器满负荷运行时，一次侧功率因数只比二次侧低3% ~ 5%；如果变压器在轻载下运行，当负载率小于0.6时，一次侧的功率因数会显著降低，达到11%~18%。所以负荷率在0.6以上的时候电力变压器更经济，一般75%~80%更合适。为了充分利用设备，提高功率因数，电力变压器不在轻负载下运行。当变压器负载率小于30%时，容量较小的变压器

异步电机同步运行。对于负载率不大于0.7，比较大负载不大于90%的绕线式异步电动机，需要使其同步运行，即绕线式异步电动机启动时，向转子三相绕组输入dc励磁，即产生转矩使异步电动机转入同步运行，其运行状态与同步电动机相似。在过度励磁的情况下，电机可以向电网传输无功功率，从而达到提高功率因数的目的。

2）提高功率因数的补偿法

所谓补偿法，就是利用有无功功率的设备补偿停电所需的无功功率，从而提高功率因数。有了补偿方式，无疑需要增加补偿设备。因此，总体而言，应首先采用提高自然功率因数的方法，但当功率因数达不到供电部门或设计规范要求时，应采用专用补偿设备进行补偿。常用的无功补偿方法有：使用并联电容、选择同步电机、使用同步相机等。

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