Question

什么是功率因数?功率因数过低会造成哪些后果?怎样提高功率因数

Answer 1

功率因数的概念：

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。

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。

合理选用异步电动机即可提高功率因素。

异步电动机在额定负载(功率)时的功率因数为0.85~0.9，而在空载时的功率因数仅为0.2~0.3。空载或轻载时的效率肯定也要降低。因此，应根据负荷特牲和运行工况，合理选择异步电动机的容量，使其在高效率、高功率因数范围内工作。

提高功率因数的补偿方法：

采用供应无功功率的设备来补偿用电设备所需的无功功率,以提高其功率因数的措施,称为提高功率因数的补偿方法。采用补偿法来提高功率因数,必须增加新设备、增加有色与黑色金属的需用量。 此外,补偿设备本身也有功率损失,所以从整体来看,应首先采用提高用电设备自然功率因数的方法。 

但当功率因数还达不到《电力设计技术规范》所要求的数值时,则需采用专门的补偿设备来提高功率因数。应用人工补偿无功功率的方法通常有应用移相电容器(即静电电容器) 、采用同步电动机和采用同步调相机三种方法。

以上内容参考 百度百科-功率因数

Answer 2

一、功率、功率因数
1、有功功率：在直流电路中，从电源输送到电器（负载）的电功率，是电压与电流的乘积，也就是
电器实际所吸收的功率。在交流电路中，由于有电阻和电抗（感抗和容抗）的同时存在，所以电源输送到
电器的电功率并不完全做功。因为其中有一部分电功率（电感和电容所储的电能）仍能回输到电源，因此，
实际为电器所吸收的电功率叫有功功率。用字母 P 表示。国际单位瓦，用字母 W 表示。通常有功功率的
单位用千瓦，用字母 KW 表示。
2、无功功率：电感和电容所储的电能仍能回输到电源，这部分功率在电源与电抗之间进行交换，交
换而不消耗，称为无功功率。用字母 Q 表示，国际单位乏，用字母 var 表示。通常无功功率的单位用千乏，
用字母 Kvar 表示。
3、感性无功功率：接在电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的。例如：通过磁场，变压
器才能改变电压并将能量送出去， 电动机才能转动并带动机械负荷。 磁场所具有的磁场能是由电源供给的。
电动机和变压器在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收和释放的功率相等，这种功率叫感性
无功功率。
4、容性无功功率：电容器在交流电网中接通后，在一个周期内，上半周期的充电功率与下半周期的
放电功率相等，不消耗能量，电容器的这种充放电功率叫容性无功功率。
5、视在功率：在交流电路中，如负载是纯电阻，电压和电流是同相位，那么电压和电流的乘积就是
有功功率，但在有电感或电容的电路中，电压和电流有着相位差，所以电压和电流的乘积并不是负载电路
实际吸收的电功率，而叫做视在功率。用字母 S 表示，国际单位伏安，用字母 VA 表示。通常视在功率的
单位用千伏安，用字母 KVA 表示。
6、功率因数：有功功率与视在功率的比值。用 cosΦ表示，它是没有单位的。cosΦ=P/S
二、
提高功率因数的意义
1、 由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，当用电企业 cosΦ越小，其视在功率也越大，为满
足用电的需要，供电线路和变压器的容量也越大，这样，不仅增加供电投资，降低设备利用率，
也将增加线路网损。
2、 负载的功率因数低，对电力系统不利。
（1） 负载的功率因数过低，供电设备的容量不能充分利用。
例如：一台容量为 60KVA 的单相变压器，设它在额定电压，额定电流下运行，在负载的功率因
数等于 1 时，它传输的有功功率 P=60×cosΦ=60KW，它的容量得到充分利用，负载的 cosΦ=0.8 时，它传
输的有功功率降低为 48KW，容量的利用较差，cosΦ越小，容量利用的越不充分。
（ 2） 在一定的电压下向负载输送一定的有功功率时，负载的功率因数越低，通过输电线的电流
越大，导线电阻的能量损耗和导线阻抗的电压降落越大，功率因数是电力经济中的一个重要指标。
三、提高功率因数的方法
无功功率补偿的方法很多，采用电力电容器或采用具有容性负荷的装置进行补偿。
1、利用过激磁的同步电动机，改善用电的功率因数，但设备复杂，造价高，只适于在具有大功率拖
动装置时采用。
2、利用调相机做无功率电源，这种装置调整性能好，在电力系统故障情况下，也能维持系统电压水
平， 可提高电力系统运行的稳定性， 但造价高， 投资大， 损耗也较高。 每 kvar 无功的损耗约为 1.8—5.5 % ，
运行维护技术较复杂，宜装设在电力系统的中枢变电所，一般用户很少应用。
3、异步电动机同步化。这种方法有一定的效果，但自身的损耗大，每 kvar 无功功率的损耗约为 4—
19%，一般都不采用。
4、电力容器作为补偿装置，具有安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小（每
kvar 无功功率损耗为 0.3—0.4 % 以下）等优点,是当前国内外广泛采用的补偿方法。这种方法的缺点是
电力电容器使用寿命较短；无功出力与运行电压平方成正比，当电力系统运行电压降低，补偿效果降低，
而运行电压升高时，对用电设备过补偿，使其端电压过分提高，甚至超出标准规定，容易损坏设备绝缘，
造成设备故事，弥补这一缺点应采取相应措施以防止向电力系统倒送无功功率。
5、高低压SVG叫静止式无功发生器，通过改变和调节电流的相位，来达到补偿的效果。它能够发生感性无功也能发容性无功的，容量就是恒量它能发出的最大无功，单位为MVAR或KVAR.这是新型的无功补偿装置，效果好成本高，还兼有谐波治理的效果。