南昌航空大学：《电工电子技术》课程教学课件（理论讲稿）2.7功率因数的提高

功率因数的提高

功率因数的提高

功率因数的提高问题的提出：日常生活中很多负载为感性的，其等效电路及相量关系如下图Ruu其中消耗的有功功率为：P= P= UICOS β当U、P一定时,COS(C希望将COSβ提高

问题的提出：日常生活中很多负载为感性的，其等效电路 及相量关系如下图。 u i R L uR uL 当U、P 一定时，COS  I   希望将 COS  提高 功率因数的提高 U  I   UR  UL  其中消耗的有功功率为：P = PR = UICOS 

功率因数（co和电路参数的关系[Z]X,-X质载0uRX -Xp= ZtgR说明：cOSβ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

负 载 i u 说明： 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。 cos 功率因数 （cos 和电路参数的关系 ） R X X tg L  C   1  R  XL XC  Z

例40W白炽灯COSβ =140PP=UIcos@= 0.182 AU220COS = 0.540W日光灯发电与供电设备的容量要求较大P40:0.364AUcos 220 x 0.5供电局一般要求用户的COSβ≥0否则受处罚

40W白炽灯 COS 1 40W日光灯 COS  0.5 0.364 A 220 0.5 40 cos     U  P I 发电与供电 设备的容量 要求较大 0.182 A 220 40    U P P UI cos I 供电局一般要求用户的 COS  ，否则受处罚。 0.9 例

提高功率因数的原则：1）必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电压、电流和负载的有功功率、无功功率不变。2）线路的电流、无功功率减小，但有功功率不变。感性负载提高功率因数的措施：DRUR并联电容uuL

提高功率因数的原则： 1）必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上 的电压、电流和负载的有功功率、无功功率不变。 2）线路的电流、无功功率减小，但有功功率不变。 感性负载提高功率因数的措施: 并联电容 u i R L R u L u C

并联电容值的计算设原电路的功率因数为cosPL，要求补偿到cosp须并联多大电容？（设U、P为已知）uRL

 RL I  C I  I   L 并联电容值的计算 u i R L R u L u C 设原电路的功率因数为cosL，要求补偿到cos 须并联多大电容？（设 U、P 为已知） U 

分析依据：补偿前后P、U不变由相量图可知：Ic= IRL sinP,-I sin@: P = UI R COS PLP=UIcosp=U@CRLPP:. UCsin Lsin @U cosβ LU cosp

分析依据：补偿前后 P、U 不变。 由相量图可知： I C  I RL sin L  I sin P UI RL  L   cos P UI cos U C X I U C C         sin cos sin cos U P U P U C L L    RL I  U  I  C I 

PPUoCsinLsinpUcosqUcosPLPC(tgP-tg)0U2使用该公式的条件：u1U、P负载有功功率不变

( ) 2    tg tg UP C  L       sin cos sin cos U P U P U C L L   i u RL R u L u C 使用该公式的条件： U、P负载有功功率不变

问题与讨论：功率因素补偿问题功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以下三种情况：@>00=0<00URLRLRL呈电阻性呈电容性。呈电感性cosp<1cos@<1cos@=1

呈电容性。 cos 1 I  U  RL I  C I  呈电感性 cos 1   0 U  I  C I  RL I    0 C I  I U    RL I  功率因数补偿到什么程度？理论上可以补偿成以下三种情况: cos 1 呈电阻性   0 问题与讨论:功率因素补偿问题

一般情况下很难做到完全补偿（即：cos@1功率因数补偿成感性好，还是容性好？C较大欠补偿过补偿URLRL感性（i.较小）容性（i.较大）结论：在（角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态

结论：在 角相同的情况下，补偿成容性要求使用的电容 容量更大，经济上不合算，所以一般工作在欠补偿状态。  感性（ I  C 较小） 容性（ I  ' C 较大） C 较大 功率因数补偿成感性好，还是容性好？ 一般情况下很难做到完全补偿 （即： cos ） 1 过 补 偿 欠 补 偿 RL I  U  I  C I  U  I  C I'  RL I  