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.
什么是功率因數(shù)補償?
電網(wǎng)中的電力負荷如電動機、變壓器、日光燈及電弧爐等,大多屬于電感性負荷,這些電感性的設備在運行過程中不僅需要向電力系統(tǒng)吸收有功功率,還同時吸收無功功率。
因此在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器無功補償設備后,可以提供補償感性負荷所消耗的無功功率,減少了電網(wǎng)電源側向感性負荷提供及由線路輸送的無功功率。
由于功率因數(shù)提高的根本原因在于無功功率的減少,因此功率因數(shù)補償通常稱之為無功補償。
為什么要提高功率因數(shù)?
交流電動機運行時,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:一部分是轉化成機械能的,帶動水泵、機床等做功,叫做有功功率;另一部分是提供激磁電流的,在電動機的靜子鐵芯中產(chǎn)生交變磁場,叫做無功功率。
在交流電的生產(chǎn)和使用中,無功功率的消耗是必要的,但是應該盡量降低這部分消耗。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個重要的技術數(shù)據(jù)。
功率因數(shù)是衡量電氣設備效率高低的一個系數(shù)。功率因數(shù)低,說明電路用于交變磁場轉換的無功功率大,從而降低了設備的利用率,增加了線路供電損失。
所以,供電部門對用電單位的功率因數(shù)有一定的標準要求。
企業(yè)無功功率過低,不僅對設備產(chǎn)生消耗,影響生產(chǎn),還會造成電業(yè)局罰款。
在大系統(tǒng)中,無功補償還用于調整電網(wǎng)的電壓,提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
在小系統(tǒng)中,通過恰當?shù)臒o功補償方法還可以調整三相不平衡電流。在相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉移有功電流。
因此,對于三相電流不平衡的系統(tǒng),只要恰當?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)均補償至1,而且可以使各相的有功電流達到平衡狀態(tài)。
提高功率因數(shù)方法
功率因數(shù)的大小與電路的負荷性質有關,如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數(shù)為1,一般具有電感或電容性負載的電路功率因數(shù)都小于1。
在通信企業(yè)中使用不少容量大小不等的感應電動機、變壓器和熒光燈等,也就有大量的無功電流在供電線路上、變壓器設備內和電動機設備內往返流動,造成無功功率損耗,這是很不經(jīng)濟的。因此需要考慮改善功率因數(shù)。
提高功率因數(shù)的措施主要有兩個方面:
一是要盡量避免設備空載和“大馬拉小車”現(xiàn)象,這樣不但可以節(jié)約有功功率,又可以節(jié)約無功功率;
二是加裝電力電容器(也叫做補償電容器)在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器無功補償設備后,將可以提供補償感性負荷所消耗的無功功率,減少了電網(wǎng)電源側向感性負荷提供及由線路輸送的無功功率。
這樣既能提高用電功率因數(shù),又能使輸電、配電線少送些無功功率,改善供電電壓,降低線路損耗。