1、功率因數(shù)的提高原理在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用班級：電*06班學(xué)號：1*姓名：*電氣學(xué)院課程論文：電路題目：功率因數(shù)的提高原理在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展, 電力能源需求越來越高, 同時伴隨著突出問題：電力能源無效的巨大消耗, 資源利用效率不高。電力系統(tǒng)的電力能源，包括兩種功率：即有功功率和無功功率。有功功率是供給能量轉(zhuǎn)換、變成機(jī)械能、熱能、化學(xué)能等生產(chǎn)過程中的有效消耗。無功功率主要是供給電機(jī)、變壓器、接觸器、供電線路等電感負(fù)載交變磁場的能量在往復(fù)交換的過程，但沒有消耗掉。電力系統(tǒng)中必須保持經(jīng)濟(jì)合理的功率因數(shù)，也就是需具備足夠的無功無率來保持系統(tǒng)的電壓水平，滿足系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、運(yùn)行的要求

2、。無功功率不足，將引起電壓降低，使電力設(shè)備不能發(fā)揮正常出力，并容易造成電網(wǎng)振蕩解列，引起大面積的停電；有功功率不足也是不行的，它將引起頻率下降，又間接地影響電壓。所以說，功率因數(shù)是決定發(fā)、供電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的一個極為重要的因素, 它直接反映了系統(tǒng)中有功功率與無功功率的分配。然而在輸送有功功率一定的情況下，無功功率增大，就會降低供電系統(tǒng)的功率因數(shù)。因此，功率因數(shù)是衡量供電系統(tǒng)電能利用程度及電氣設(shè)備使用狀況的一個具有代表性的重要指標(biāo)，進(jìn)而要改善功率因數(shù)，使發(fā)電設(shè)備的容量得到充分利用，讓電能能夠得到更大的節(jié)約。關(guān)鍵詞：功率因數(shù)、改善、人工補(bǔ)償、自然Title: Power Factor Improve

3、ment Principle In Power System ApplicationAbstract：With the constant development of economy, energy demand is more and more high, accompanied by the prominent problems: the huge consumption of electric energy ineffective, inefficient use of resources. The power system of electric energy, including t

4、wo kinds of power: the active power and reactive power. Active power supply energy conversion, into mechanical energy, thermal energy, and chemical energy during the production of effective consumption. Reactive power is mainly supplied to the motor, transformer, a contactor, power line inductance l

5、oad alternating magnetic field energy in the reciprocating exchange process, but don't consume. Power system must maintain the economic and reasonable power factor, which is required to have sufficient reactive power without rate to maintain the voltage level, to meet the system security, stabil

6、ity, operation requirements. Reactive power is insufficient, will cause the voltage is reduced, so that the power equipment can not play normal output, and is easy to cause power system splitting, cause a large area power; active power shortage is not good, it will cause the frequency of falls, and

7、indirectly affect the voltage. Therefore, the power factor is decided, power system economic benefits is an extremely important factor, it directly reflects the system active power and reactive power distribution. However in the active power transfer under certain condition, the reactive power is in

8、creased, it will reduce the power factor of the power supply system. Therefore, the power factor is a measure of power supply system of electric energy utilization level and the use of electrical equipment status of a representative of the important indicators, and to improve the power factor, the p

9、ower equipment the capacity to be fully utilized, so the electricity can be even greater savings.Keywords: power factor compensation, natural, artificial, improvement功率因數(shù)的定義在交流電路中，有三種重要的功率參數(shù)，分別是有功功率、無功功率和視在功率。有功功率：電路中一個周期內(nèi)瞬時功率的積分平均值。對于正弦電壓及電流，復(fù)功率的實(shí)部即有功功率：對于非正弦周期電壓及電流，有功功率是直流分量功率及基波和諧波有功功率之總和。 無功功率：

10、是瞬時功率可逆部分的振幅，是衡量由儲能元件引起的與外部交換的功率，“無功”的意思是指這部分能量在往復(fù)交換的過程中沒有被“消耗”掉，在正弦交流電路中，復(fù)功率的虛部： 且供給電感的無功功率為正值。視在功率： 交流電路中，電阻需要消耗有功功率，而電感和電容則需要做能量交替交換的無功功率，電源供給這種綜合性負(fù)載中的總功率稱為視在功率，包含著有功功率和無功功率兩部分。功率因數(shù): 在交流電路中，電壓與電流之間的相位差的余弦叫做功率因數(shù)，用符號 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，功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)， 如白熾燈泡、電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù)為 1，一般具有電感或電容性負(fù)載的電

11、路功率因數(shù)都小于 1。改善功率因數(shù)意義: (1) 充分利用供電設(shè)備的容量，改善設(shè)備的利用率。在一定的電壓和電流下，提高功率因數(shù)，其輸出的有功功率也相應(yīng)地提高。電氣設(shè)備的能力，當(dāng)容量S是一定的，如果減少無功功率Q，同樣的設(shè)備容量就可以發(fā)送更多的有功功率，改善功率因數(shù)是充分發(fā)揮設(shè)備潛力，提高設(shè)備利用率的有效方法。（2）提高功率因數(shù)可減少電壓損失。電力系統(tǒng)的電壓損失可以表示為 由此，影響的因素有四個：線路的有功功率P、無功功率Q、電阻R和電抗x。如果采用容抗為的電容來補(bǔ)償，則電壓損失為：所以采用補(bǔ)償電容提高功率因數(shù)后，電壓損失減少，改善了電壓質(zhì)量。（3）減少電力線路損失當(dāng)線路通過電流I時，其有功損耗

12、為可見，線路有功損失與成反比，越高，越少。（4）提高電力網(wǎng)的傳輸能力視在功率與有功功率的關(guān)系：，在傳輸一定有功功率P的條件下，越高，所需的視在功率S越少。功率因數(shù)改善(1)人工補(bǔ)償根據(jù)無功功率補(bǔ)償裝置輸出是否跟蹤電力系統(tǒng)無功變化來分類，分為靜態(tài)無功功率補(bǔ)償和動態(tài)無功功率補(bǔ)償。靜態(tài)無功功率補(bǔ)償是指阻抗固定，其補(bǔ)償容量不能實(shí)時跟蹤負(fù)荷無功功率的變化，主要是用于提供固定無功功率補(bǔ)償容量的一種無功功率補(bǔ)償方式，無功功率補(bǔ)償裝置接入系統(tǒng)的方式有兩種；并聯(lián)與串聯(lián)。并聯(lián)電容器在交流電路中，純電阻元件中負(fù)載電流與電壓同相位，純電容的電流與純電感的電流相差，可以相互抵消，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換，感性負(fù)荷所需

13、要的無功功率就可從容性負(fù)荷輸出的無功功率中得到補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)無功功率就地解決，達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康摹Ｈ鐖D電路所示CRLS電流方程為 電容器提供的無功功率為 當(dāng)并聯(lián)電容不投入時，c= 0,即不對負(fù)荷進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，那么電源即要向負(fù)荷提供有功電流,還要提供無功電流，電源向負(fù)荷提供的總電流；當(dāng)并聯(lián)電容器投入時， ，即負(fù)荷進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，那么電源在向負(fù)荷提供有功電流同時，提供無功電流為，電源向負(fù)荷提供的總電流為，特別是當(dāng)時，電源不需要向負(fù)載提供無功電流，功率因數(shù)等于1.由此，實(shí)際電路是可以通過改變并聯(lián)電容C的大小來控制無功功率的大小，從而提高補(bǔ)償后功率因數(shù)的大小。串聯(lián)電容器只要串聯(lián)恰當(dāng)?shù)碾娙萜鳎涂梢蕴岣吖?/p>

14、率因數(shù)，則其中，則有若,則，于是有。也就是說，給電路串聯(lián)一只容量大于的電容器，即可提高感性電路的功率因數(shù)。但一般不采用串聯(lián)電容器的方法來提高功率因數(shù)，主要原因有以下兩方面：、用電器額定工作電壓是根據(jù)常用固定電源電壓設(shè)計(jì)的，恒定不變。如果把電容器串聯(lián)接入感性電路中，雖然減小，但電路阻抗發(fā)生變化，電流隨之發(fā)生變化，加在感性負(fù)載電阻上的電壓增大，進(jìn)而破壞了用電器的正常工作條件。、比較同一感性電路并聯(lián)與串聯(lián)相同電容器的功率因數(shù)與因?yàn)橛纱耍枚偸谴笥?，所以總是大于。就是說，把相同電容器并聯(lián)入感性電路的功率因數(shù)比串聯(lián)入感性電路的功率因數(shù)高。由以上分析，通常采用并聯(lián)電容器的方法來提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)。

15、動態(tài)無功功率補(bǔ)償是指阻抗可調(diào)，其補(bǔ)償容量能夠快速實(shí)時跟蹤負(fù)荷無功功率的變化而變化的一種無功功率補(bǔ)償方式。依據(jù)電力系統(tǒng)的分析可知， 式中，U0無功功率為零時的系統(tǒng)電壓 系統(tǒng)短路容量可見，無功功率的變化將引起系統(tǒng)電壓成比例地變化。投入補(bǔ)償器之后，系統(tǒng)供給的無功功率為負(fù)載和補(bǔ)償無功功率之和，即 因此負(fù)載無功功率變化時，如果補(bǔ)償器的無功功率只能彌補(bǔ)的變化，從而使維持不變，則供電電壓保持恒定，這就是對無功功率進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償。（2）提高自然功率因數(shù)自然功率因數(shù)是指用電設(shè)備沒有安裝無功補(bǔ)償設(shè)備時的功率因數(shù)。合理選擇異步電機(jī)；避免電力變壓器輕載運(yùn)行；合理安排和調(diào)整工藝流程，改善機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況；在生產(chǎn)工藝條件允許的情況下，采用同步電動機(jī)代替異步電動機(jī)。結(jié)束語：提高功率因數(shù)對國家能源的利用、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益起到促進(jìn)作用, 是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)損耗以及安全運(yùn)行所不可缺少的條件，它不僅能夠減少電費(fèi)開支，提高企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益，而且能夠?yàn)閲夜?jié)約資源，減少有害氣體排放。提高功率因數(shù)是節(jié)約能源、利國利民的重要舉措。因此，應(yīng)該重視功率因數(shù)的控制，這對緩解我國的電力供應(yīng)緊張狀態(tài)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及節(jié)