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在現實生活和生產中所用的各種交流用電負載大部分都是電感性的,比如家用電風扇、洗衣機、電冰箱、空調、電磁爐等;企業用的各種電動機、變壓器、電磁鐵、高頻加熱爐等,這些電感性交流用電裝置其消耗的有功功率P只佔電源容量的一部分,還有一部分能量沒有在用電裝置上消耗,這部分沒消耗的能量與電源之間進行反覆交換,這部分能量就稱作無功功率,它的存在佔用了電源的部分能量。這是我們不希望看到的。
我們上面提到的交流電感性用電裝置它們的功率因數都很低,也就是消耗的有功功率佔重比很小,這從節約用電來說和輸送電執行的經濟效益來說都是不利的,為此很有必要提高各種用電裝置的功率因數,只有功率因數提高了才能充分利用電源裝置的容量,同時也可以節省成本;另一個方面提高用電裝置的功率因數還可以減小輸送電線路上的能量損耗,因為在電源電壓一定情況下,功率因數越低,流過輸電線路上的電流也就越大。導線是有阻值的,這樣會使線路壓降增大,增加了功率損失。從以上我們就可以看到提高功率因數的必要性,其主要意義在於提高供電裝置的利用率以及輸電的效率!
提高的方法我們知道大部分用電裝置是感性負載,其功率因數低,這就要求我們在提高用電裝置本身的功率因數的同時,要合理選擇用電裝置,以避免出現“大馬拉小車”造成能量的浪費。另一種方法是在感性負載兩端並聯適當容量的電容器。比如可用電力電容補償櫃來改善電網質量等方法。在進行電容補償時要注意補償量,補償過小或過大都達不到應有目的。
功率因數不確切的說就是電能的利用率 。用三角函式解釋,電功率分三個。視在功率S,無功功率Q,有功功率P。S為直角三角形斜邊,P為底邊,Q為另一個直角邊。P與S的夾角的餘弦值為功率因數。這個角越小,餘弦值越大,那麼這個直角邊就越長。有功功率就是電能做了功,為我們所用的地方。
無功功率基本都是電路或器件的內在損耗。比如鐵損,銅損,磁滯損耗等。也就是說這部分電能沒有做功,所以叫無功功率。無功過大會導致電源,電路,裝置發熱。進一步造成損耗。所以我們的供電系統都會設計無功補償。儘量提高電能利用率。
提高功率因數可以提高電能利用率,節約電費成本;可以減少裝置損耗,保護電網效能。可以延長裝置使用壽命,可以避免電壓損失等。
無功補償我們平時常見的就是並聯電容器,當然還有調相機,無功功率發生器等。總之提高功率因數對電氣系統有利,儘量達到0.9以上,更充分利用電能。