负荷功率因数与输电损耗的关系

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-01
电压与功率因数的关系

功率因数取决于电压和电流之间的相位关系。
如果电压和电流同相位,则功率因数为1,反之电压和电流之间的相位差越大(-90度~+90度之间),功率因数小。
功率因数=有功功率/视在功率;视在功率=电压有效值X电流有效值。
根据正弦稳态电路,一端口电路的U、I、Φ
1、有功功率P=UIcosΦ
2、无功功率Q=UIsinΦ
3、视在功率S=UI
功率因数的大小与负荷性质有关,因为在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,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。

扩展资料:


功率因数低的根本原因是电感性负载的存在。例如,生产中最常见的交流异步电动机在额定负载时的功率因数一般为0.7--0.9,如果在轻载时其功率因数就更低。其它设备如工频炉、电焊变压器以及日光灯等,负载的功率因数也都是较低的。从功率三角形及其相互关系式中不难看出,
在视在功率不变的情况下,功率因数越低( Φ 角越大),有功功率就越小,同时无功功率却越大。这种使供电设备的容量不能得到充分利用,例如容量为1000kVA的变压器,如果cos Φ =1,即能送出1000kW的有功功率;而在cosΦ =0.7时,则只能送出700kW的有功功率。
功率因数低不但降低了供电设备的有效输出,而且加大了供电设备及线路中的损耗,因此,必须采取并联电容器等补偿无功功率的措施,以提高功率因数。
功率因数既然表示了总功率中有功功率所占的比例,显然在任何情况下功率因数都不可能大于1。由功率三角形可见,当Φ=0°即交流电路中电压与电流同相位时,有功功率等于视在功率。这时cos Φ的值最大,即cosΦ=1,当电路中只有纯阻性负载,或电路中感抗与容抗相等时,才会出现这种情况。
参考资料:百度百科-功率因数

因为输送容量S=√(P²+Q²),当有功功率P不变,提高功率因数即减小无功功率Q,则减少了输送容量S。传输电流I=S÷√3÷U,所以电流I减小。线路上有功损耗等于I²R,因为电流I的减小使损耗大大减小。

在电力系统中,负荷功率因数的变化直接影响系统有功功率的比例变化,改变着设备的利用率。同时,功率因数还影响着电压质量,并使输电线路的损耗随之改变。 功率因数过低,就会使发电机转速改变,多发无功功率,这样一来就使设备的利用率大大降低。例如: 一台单相变压器的额定容量为S=100KVA,当功率因素COSΦ=1时,其实际容量为S1=100×1=100KW;当功率因素COSΦ=0.8时,其实际容量为S2=100×0.8=80KW; 当功率因素COSΦ=0.6时,其实际容量为S2=100×0.6=60KW;这就说明功率因素的变化会改变设备的利用率。 功率因素的变化,同时也使输电线路的电压损失改变,影响电压质量。在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时,负载的功率因素越低,通过线路的电流I=P/UCOSф就会越大,,导致阻抗的电压降落就越大。另外,当线路输送一定数量的有功功率时,如输送的无功功率越多,线路的电压损失越大。随着电压的降落输电线路的损耗就会越大,根据计算公式就能充分说明: △P=(P2+Q2)R×10-3/U2(KW)式中:U—输电线路电压(KV)P—线路输送的有功功率(KW)Q—线路输送的无功功率(Kvar)△P—输电线路有功损耗(KW)R—输电线路的电阻(Ω) 此外,负荷功率因素改变还使发电机转速改变,影响电力系统的频率。我们知道,衡量电力系统电压质量的三个指标是:交流电的频率、波形和负荷中心的电压。功率因素改变后,将直接影响电力系统中电压的质量,改变了设备的利用率,并直接使输电线路的损耗增加,影响系统的经济运行。那么怎样才能解决上述问题呢?这应要求有关部门除努力从自身查找原因外,还应配合用户作好下列工作:一、合理调整变压器的运行台数,使有限的电能发挥更大的作用,避免变压器长期轻载运行。二、调整负荷,提高设备利用率。三、减少电压的变压次数,设备的电压等级在设计及施工安装中都应合理选择,因为每经过一次变压要多损耗一部分功率,使损失加大。四、结合规划,调整不合理的线路部局,尽量减少迂回线路,缩短电力线路以减少电网中的功率损耗。五、安装移相电容或调相机进行无功功率的人工补偿,改善电网运行中的功率因数。解决好上述的实际问题,可以大大提高电网负荷的功率因数,使发电设备和变电设备的容量得到充分合理的利用,并能减少输电的电能损耗,改善电压质量。由于功率因数是电力系统中一个重要的技术经济指标,所以应努力改善电网负荷的功率因数,提高电力部门的经济效益。

功率因数(Power Factor)的大小与电路的负荷性质有关, 如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1,一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低,说明电路用于交变磁场转换的无功功率大, 从而降低了设备的利用率,增加了线路供电损失。
在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,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.
因此, 提高功率因数就是减少电损。

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