duanyuzhong
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楼主  发表于: 2009-06-26 19:16
为什么一定是要并联电容才提高功率因数呢  

在一个RL串联电路中由于大电感的存在功率角很大  感抗很大  通过负载R上的电流很小

然后串联个大电容  很快把功率角减小很多  大容抗抵消很多感抗暴 电路中电阻接近很小的

阻抗   电流变大了  那么负载上功率也就提高很多了不是吗  ( P=i*i*R )    那也是提高功率因数啊

为什么不行呢?    
ljl5130
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1楼  发表于: 2009-06-26 19:37
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1,一般具有电感或电容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。所以,供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。
  (1) 最基本分析:拿设备作举例。例如:设备功率为100个单位,也就是说,有100个单位的功率输送到设备中。然而,因大部分电器系统存在固有的无功损耗,只能使用70个单位的功率。很不幸,虽然仅仅使用70个单位,却要付100个单位的费用。(我们日常用户的电能表计量的是有功功率,而没有计量无功功率,因此没有说使用70个单位而却要付100个单位的费用的说法,使用了70个单位的有功功率,你付的就是70个单位的消耗)在这个例子中,功率因数是0.7 (如果大部分设备的功率因数小于0.9时,将被罚款),这种无功损耗主要存在于电机设备中(如鼓风机、抽水机、压缩机等),又叫感性负载。功率因数是马达效能的计量标准。
  (2) 基本分析:每种电机系统均消耗两大功率,分别是真正的有用功(叫千瓦)及电抗性的无用功。功率因数是有用功与总功率间的比率。功率因数越高,有用功与总功率间的比率便越高,系统运行则更有效率。
  (3) 高级分析:在感性负载电路中,电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。功率因数越低,两个波形峰值则分隔越大。[编辑本段]对于功率因数改善
  电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等,大多属于电感性负荷,这些电感性的设备在运行过程中不仅需要向电力系统吸收有功功率,还同时吸收无功功率。因此在电网中安装并联电容器无功补偿设备后,将可以提供补偿感性负荷所消耗的无功功率,减少了电网电源侧向感性负荷提供及由线路输送的无功功率。由于减少了无功功率在电网中的流动,因此可以降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成的电能损耗,这就是无功补偿的效益。 无功补偿的主要目的就是提升补偿系统的功率因数。因为供电局发出来的电是以KVA或者MVA来计算的,但是收费却是以KW,也就是实际所做的有用功来收费,两者之间有一个无效功率的差值,一般而言就是以KVAR为单位的无功功率。大部分的无效功都是电感性,也就是一般所谓的电动机、变压器、日光灯……,几乎所有的无效功都是电感性,电容性的非常少见。也就是因为这个电感性的存在,造成了系统里的一个KVAR值,三者之间是一个三角函数的关系:
  KVA的平方=KW的平方+KVAR的平方
  简单来讲,在上面的公式中,如果今天的KVAR的值为零的话,KVA就会与KW相等,那么供电局发出来的1KVA的电就等于用户1KW的消耗,此时成本效益最高,所以功率因数是供电局非常在意的一个系数。用户如果没有达到理想的功率因数,相对地就是在消耗供电局的资源,所以这也是为什么功率因数是一个法规的限制。目前就国内而言功率因数规定是必须介于电感性的0.9~1之间,低于0.9时需要接受处罚。
  供电局为了提高他们的成本效益要求用户提高功率因数,那提高功率因数对我们用户端有什么好处呢?
  ① 通过改善功率因数,减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件,如变压器、电器设备、导线等的容量,因此不但减少了投资费用,而且降低了本身电能的损耗。
  ② 藉由良好功因值的确保,从而减少供电系统中的电压损失,可以使负载电压更稳定,改善电能的质量。
  ③ 可以增加系统的裕度,挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低,那么在既有设备容量不变的情况下,装设电容器后,可以提高功率因数,增加负载的容量。
  举例而言,将1000KVA变压器之功率因数从0.8提高到0.98时:
  补偿前:1000×0.8=800KW
  补偿后:1000×0.98=980KW
  同样一台1000KVA的变压器,功率因数改变后,它就可以多承担180KW的负载。
  ④ 减少了用户的电费支出;透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠。
  此外,有些电力电子设备如整流器、变频器、开关电源等;可饱和设备如变压器、电动机、发电机等;电弧设备及电光源设备如电弧炉、日光灯等,这些设备均是主要的谐波源,运行时将产生大量的谐波。谐波对发动机、变压器、电动机、电容器等所有连接于电网的电器设备都有大小不等的危害,主要表现为产生谐波附加损耗,使得设备过载过热以及谐波过电压加速设备的绝缘老化等。
  并联到线路上进行无功补偿的电容器对谐波会有放大作用,使得系统电压及电流的畸变更加严重。另外,谐波电流叠加在电容器的基波电流上,会使电容器的电流有效值增加,造成温度升高,减少电容器的使用寿命。
  谐波电流使变压器的铜损耗增加,引起局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热等。
  谐波污染也会增加电缆等输电线路的损耗。而且谐波污染对通讯质量有影响。当电流谐波分量较高时,可能会引起继电保护的过电压保护、过电流保护的误动作。
  因此,如果系统量测出谐波含量过高时,除了电容器端需要串联适宜的调谐(detuned)电抗外,并需针对负载特性专案研讨加装谐波改善装置。[编辑本段]改善电能质量的理由
  为什么说提高用户的功率因数可以改善电压质量?
  电力系统向用户供电的电压,是随着线路所输送的有功功率和无功功率变化而变化的。当线路输送一定数量的有功功率是,如输送的无功功率越多,线路的电压损失越大。即送至用户端的电压就越低。如果110KV以下的线路,其电压损失可近似为:△U=(PR+QX)/Ue
  其中:△U-线路的电压损失,KV
  Ue--线路的额定电压,KV
  P--线路输送的有功功率,KW
  Q--线路输送的无功功率,KVAR
  R—线路电阻,欧姆
  X--线路电抗,欧姆
  由上式可见,当用户功率因数提高以后,它向电力系统吸取的无功功率就要减少,因此电压损失也要减少,从而改善了用户的电压质量。
  ----------------------------
  在直流电路里,电压乘电流就是有功功率。但在交流电路里,电压乘电流是视在功率,而能起到作功的一部分功率(即有功功率)将小于视在功率。有功功率与视在功率之比叫做功率因数,以COSΦ表示,其实最简单的测量方式就是测量电压与电流之间的相位差,得出的结果就是功率因数。
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    2楼  发表于: 2009-06-26 19:51
    哥们,学习了
    ljl5130
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    3楼  发表于: 2009-06-26 19:54
    无功补偿的原理
    在交流电路中,由电源供给负载的电功率有两种;一种是有功功率,一种是无功功率。
    有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。
      无功功率比较抽象,它用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。
    无功功率决不是无用功率,它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场,使转子转动,从而带动机械运动,电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率,才能使变压器的一次线圈产生磁场,在二次线圈感应出电压。因此,没有无功功率,电动机就不会转动,变压器也不能变压,交流接触器不会吸合。
    打个比方,农村修水利需要开挖土方运土,运土时用竹筐装满土,挑走的土好比是有功功率,挑空竹筐就好比是无功功率,竹筐并不是没用,没有竹筐泥土怎么能运到堤上?
    在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。
    但是从发电机和高压输电线供给的无功功率远远满足不了负荷的需要,所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户对无功功率的需要,这样用电设备才能在额定电压下工作。
    无功补偿的基本原理是:把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路,能量在两种负荷之间相互交换。这样,感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。
    无功补偿可以改善电能质量、降低电能损耗、挖掘发供电设备潜力、无功补偿减少用户电费支出,是一项投资少,收效快的节能措施。
    不过在确定无功补偿容量时应注意在轻负荷时要避免过补偿,倒送无功功率势必造成功率损耗增加;另外功率因数越高,补偿容量减少损耗的作用将变小,通常情况下,将功率因数提高到0.95就是合理补偿
    ljl5130
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    4楼  发表于: 2009-06-26 20:00
    引用
    引用楼主duanyuzhong于2009-06-26 19:16发表的 为什么串联电容不提高功率因数 :
    为什么一定是要并联电容才提高功率因数呢  

    在一个RL串联电路中由于大电感的存在功率角很大  感抗很大  通过负载R上的电流很小

    然后串联个大电容  很快把功率角减小很多  大容抗抵消很多感抗暴 电路中电阻接近很小的
    .......

    负载串联了电容,负载上还能达到额定工作电压吗?
    duanyuzhong
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    5楼  发表于: 2009-06-29 21:00
    引用
    引用第4楼ljl5130于2009-06-26 20:00发表的  :

    负载串联了电容,负载上还能达到额定工作电压吗?




    对楼上的仁兄能做如此教科书般的详细回答真是感激不尽啊    不过我还是疑惑

    按理说串了电容后整体回路由于阻抗小  电流大  但负载电阻是不变的啊   那么 U=IR 也应该变大

    怎么会是达不到额定电压呢  

    还有个问题  既然说电厂收费是以KW  (有功功率 )为标准   那这样一来对客户端来讲提高功率因数

    只是帮电厂节能而已但自己还是要出同样的钱并没有省钱啊  比如一个电气设备有功功率10kw

    那无论怎样  这台电器耗电费也就是10 kw  的电费啊  只是在功率因数不同情况下电网提供的

    视在功率  KVA  不同   所以我感觉电费应该按照kva来算的  也就是这个电器设备的视在功率


    莫非仁兄说的 省钱是指少罚款  

      
    newchp
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    6楼  发表于: 2009-06-29 21:56
    谁说串联电容不提高功第因数???
    看看电工书先
    duanyuzhong
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    7楼  发表于: 2009-06-29 23:09
    那你说为什么一般不用串联电容 用并联电容