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供电局隔三差五就会罚一次款 理由是“功率因数低”
发布时间:2018-5-3 阅读:5068次  

电工的朋友从这三个作用可以联想到一个非常常见的设备——电容补偿柜。事实也是如此,节电器就相当于一个小型的电容补偿柜。
拥有变压器的单位都深有体会,供电局隔三差五就会罚一次款,理由是“功率因数低”。这是为什么呢?
功率可以分为有功功率和无功功率,其中, 有功功率指的是电能直接转化为我们需要的能量;无功功率指的是电动机在工作时,产生的磁场所消耗的电能。
有功功率很好理解,就是所有电器的铭牌上所标注的“额定功率”。无功功率是所有电动机都无法避免的一种损耗,它受到环境(如温湿度)以及磨损程度的影响。
因此,一台电动机,实际的功率为有功功率+无功功率。功率的实际有效值,叫做视在功率。视在功率与有功功率、无功功率的关系,为直角三角形的关系,即视在功率²=有功功率²+无功功率²。
功率因数没有实际意义和单位,仅仅是用来衡量电器用电效率的一个数值。它的定义公式为:功率因数=有功功率/视在功率,因此,功率因数越高,证明产品的做功效率越高;相反,功率因数越低,证明产品所做的无用功就越多。理想状态下,功率因数为1。
因此,如果变压器的功率因数过低,则证明变压器以下回路内的设备,所做的无用功过高,对电能造成了浪费,因此供电局会对变压器的管理单位进行罚款,这个罚款还有一个好听的名字——力率电费。
那如何提高功率因数呢?就是上文说到的电容补偿柜。

常见的异步电动机,可以看作是电感+电阻的等效电路。这样一来,电路中的电压和电流就会产生较大的相位差(为什么?稍后解释)。这样就会造成电路中的功率因数降低。但如果并联一个电容,则可以降低电路中的电流,提高功率因数。
首先我们要理解一下“相位差”这个名词。纯电阻电路中,I=U/R。也就是说,电压和电流呈线性的正比关系——电压一来,电流就产生了。这是最理想的状态。但是我们现在的电路,在电阻的基础上,又串联了一个电感。
电感在工作时有一个特点——电压加在电感两端后,电感先将电能转换为磁场能,之后才能继续通电,在电感“充磁”的过程中,电路中没有电流。换而言之,感性电路,电流要比纯电阻电路滞后。这样就产生了相位差——电压来了,电流却没来。
为了抵消这种相位差, 人们找到了一个与电感工作状态正好相反的元件——电容。电容在工作时,会先产生大电流,之后会慢慢减退,直至完全没有电流,之后才能正常工作。将电容与电感并联接在一起,参数选择合适,干路中的电流就会尽可能的保持与电压同步。这种并联电容的做法,就叫做“就地补偿”。

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