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感性负载功率因数的提高

2020-8-23 19:28| 发布者: admin| 查看: 712| 评论: 0|原作者: 佚名|来自: 网络

摘要: 设备容量S(额定)向负载送多少有功功率由负载的阻抗角决定。 P = Scosφ 1.功率因数低带来的问题 (1)设备不能充分利用,电流到了额定值,但功率容量还剩余; (2)当输出相同的有功功率时,线路上电流大I =P/( ...

设备容量S(额定)向负载送多少有功功率由负载的阻抗角决定。

P = Scosφ

1.功率因数低带来的问题

(1)设备不能充分利用,电流到了额定值,但功率容量还剩余;

(2)当输出相同的有功功率时,线路上电流大I =P/(Ucosφ),线路压降损耗大,能量损耗也大;线路的有色金属消耗量也增加。

解决办法:改进自身设备;对于感性负载并联电容,提高功率因数。

日常生活中很多负载为感性的,其等效电路及其相量关系如下图。

其中消耗的有功功率为:

P = PR = UICOSφ

2.功率因数(COSφ)和电路参数的关系

说明:

COSφ 由负载性质决定。与电路的参数和频率有关,与电路的电压、电流无关。

例1.40W白炽灯 COSφ =1

40W日光灯 COSφ =0.5

发电与供电设备的容量要求较大

供电局一般要求用户的COSφ >0.85,否则受处罚。

常用电路的功率因数

纯电阻电路  COSφ =1(φ=0)

纯电感电路或纯电容电路 COSφ =0 (φ=±90o)

R-L-C串联电路 0<COSφ <1 ( -90o <φ <+90o

电动机 空载 COSφ = 0.2~0.3

    满载 COSφ = 0.7~0.9

日光灯 (R-L串联电路)  COSφ = 0.5~0.6

3.提高功率因数的原则

必须保证原负载的工作状态不变。即:加至负载上的电压和负载的有功功率不变。

提高功率因数的措施:感性负载并联电容。

并联电容后,原感性负载流过的电流不变,吸收的有功功率和无功功率都不变,即负载工作状态没有发生任何变化。

由于并联电容的电流C超前90o,端口总电流I减少了。从相量图上看,的夹角减小了( φ1> φ2),从而提高了功率因数COSφ 。

4.补偿电容量的确定

因电容不消耗有功功率,故并联电容前后电路所消耗的总有功功率不发生变化。

带入上面方程(1)得:

补偿容量也可以用功率三角形确定:

并联电容后,电源向负载输送的有功功率不变,但电源向负载输送的无功功率减少了,减少的这部分无功功率就由电容“产生”来补偿,使感性负载吸收的无功功率不变,而电路的功率因数得到改善。

功率因数提高后,减少了电源的无功“输出”,从而减小了电流的输出,这提高了电源设备的利用率,使其可以带更多的负载,充分利用设备的能力。同时线路上电流的减少,使得传输线上的损耗也相应的减少了;线路的有色金属消耗量也减少了。

5.无功补偿的3 种不同情况

全补偿:电容设备投资增加,经济效果不明显。

过补偿:使功率因数又由高变低(电路性质由感性变为容性)。要求使用的电容容量更大,经济上不合算,一般工作在欠补偿状态 :λ提高到适当值为宜(0.9左右)。

        愈式低电压并联电容器

6.串电容提高功率因数行不行?

串电容功率因数可以提高,甚至可以补偿到1,但不可以这样做!

原因是:在外加电压不变的情况下,负载电压会超过其额定工作电压。

所以负载有可能损坏。

例2. 已知 f = 50Hz,U = 380V,P = 20kW,cosφ1 = 0.6(感性)。要使功率因数提高到0.9,求并联电容C。

解:


路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋

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