功率因數(shù)補(bǔ)償

此外，有些電力電子設(shè)備如整流器、變頻器、開關(guān)電源等;可飽和設(shè)備如變壓器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等;電弧設(shè)備及電光源設(shè)備如電弧爐、日光燈等，這些設(shè)備均是主要的諧波源，運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生大量的諧波。諧波對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器等所有連接于電網(wǎng)的電器設(shè)備都有大小不等的危害，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生諧波附加損耗，使得設(shè)備過載過熱以及諧波過電壓加速設(shè)備的絕緣老化等。

并聯(lián)到線路上進(jìn)行無功補(bǔ)償的電容器對(duì)諧波會(huì)有放大作用，使得系統(tǒng)電壓及電流的畸變更加嚴(yán)重。另外，諧波電流疊加在電容器的基波電流上，會(huì)使電容器的電流有效值增加，造成溫度升高，減少電容器的使用壽命。

諧波電流使變壓器的銅損耗增加，引起局部過熱、振動(dòng)、噪音增大、繞組附加發(fā)熱等。

諧波污染也會(huì)增加電纜等輸電線路的損耗。而且諧波污染對(duì)通訊質(zhì)量有影響。當(dāng)電流諧波分量較高時(shí)，可能會(huì)引起繼電保護(hù)的過電壓保護(hù)、過電流保護(hù)的誤動(dòng)作。

因此，如果系統(tǒng)量測(cè)出諧波含量過高時(shí)，除了電容器端需要串聯(lián)適宜的調(diào)諧(detuned)電抗外，并需針對(duì)負(fù)載特性專案研討加裝諧波改善裝置。

4意義

功率因數(shù)是交流電路的重要技術(shù)數(shù)據(jù)之一,有十分重要的意義

。功率因數(shù)的高低，對(duì)于電氣設(shè)備的利用率和分析、研究電能消耗等問題都有十分重要的意義。

所謂功率因數(shù)，是指任意二端網(wǎng)絡(luò)(與外界有二個(gè)接點(diǎn)的電路)兩端電壓U與其中電流I之間的相位差的余弦。在二端網(wǎng)絡(luò)中消耗的功率是指平均功率，也稱為有功功率，它等于電壓×電流×電壓電流間相位差的余弦。

由此可以看出，電路中消耗的功率P，不僅取決于電壓V與電流I的大小，還與功率因數(shù)有關(guān)。而功率因數(shù)的大小，取決于電路中負(fù)載的性質(zhì)。對(duì)于電阻性負(fù)載，其電壓與電流的位相差為0，因此，電路的功率因數(shù)最大();而純電感電路，電壓與電流的位相差為π/2，并且是電壓超前電流;在純電容電路中，電壓與電流的位相差則為-(π/2)，即電流超前電壓。在后兩種電路中，功率因數(shù)都為0。對(duì)于一般性負(fù)載的電路，功率因數(shù)就介于 0與1之間。

一般來說，在二端網(wǎng)絡(luò)中，提高用電器的功率因數(shù)有兩方面的意義，一是可以減小輸電線路上的功率損失;二是可以充分發(fā)揮電力設(shè)備(如發(fā)電機(jī)、變壓器等)的潛力。因?yàn)橛秒娖骺偸窃谝欢妷篣和一定有功功率P的條件下工作，由公式P=UIcosΦ

可知，功率因數(shù)過低，就要用較大的電流來保障用電器正常工作，與此同時(shí)輸電線路上輸電電流增大，從而導(dǎo)致線路上焦耳熱損耗增大。另外，在輸電線路的電阻上及電源的內(nèi)組上的電壓降，都與用電器中的電流成正比，增大電流必然增大在輸電線路和電源內(nèi)部的電壓損失。因此，提高用電器的功率因數(shù)，可以減小輸電電流，進(jìn)而減小了輸電線路上的功率損失。

提高功率因數(shù)，可以充分發(fā)揮電力設(shè)備的潛力，這也不難理解。因?yàn)槿魏坞娏υO(shè)備，工作時(shí)總是在一定的額定電壓和額定電流限度內(nèi)。工作電壓超過額定值，會(huì)威脅設(shè)備的絕緣性能;工作電流超過額定值，會(huì)使設(shè)備內(nèi)部溫度升得過高，從而降低了設(shè)備的使用壽命。對(duì)于電力設(shè)備，電壓與電流額定值的乘積，稱為這臺(tái)設(shè)備的額定視在功率S額即

S額=U額I額

也稱它為設(shè)備的容量，對(duì)于發(fā)電機(jī)來說，這個(gè)容量就是發(fā)電機(jī)可能輸出的最大功率，它標(biāo)志著發(fā)電機(jī)的發(fā)電潛力，至于發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出多大功率，就跟用電器的功率因數(shù)有關(guān)，用電器消耗的功率為

功率因數(shù)高，表示有功功率占額定視在功率的比例大，發(fā)電機(jī)輸出的電能被充分地利用了。例如，發(fā)電機(jī)的容量若為 15000千伏安，當(dāng)電力系統(tǒng)的功率因數(shù)由0.6提高到0.8時(shí)，就可以使發(fā)電機(jī)實(shí)際發(fā)電能力提高3000千瓦，這不正是發(fā)揮了發(fā)電機(jī)的潛力嗎?設(shè)備的利用也更合理。從這個(gè)角度來講，功率因數(shù)可以表示為有功功率與機(jī)在功率的比值，即

如何提高功率因數(shù)，是電力工業(yè)中需要認(rèn)真考慮的一個(gè)重要而又實(shí)際的問題。在平常遇到的電感性負(fù)載的電路中，例如日光燈電路，一般采用并聯(lián)合適的電容器來提高整個(gè)電路的功率因數(shù)，

在小系統(tǒng)中，通過恰當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償方法還可以調(diào)整三相不平衡電流。按照wangs定理：在相與相之間跨接的電感或者電容可以在相間轉(zhuǎn)移有功電流。因此，對(duì)于三相電流不平衡的系統(tǒng)，只要恰當(dāng)?shù)卦诟飨嗯c相之間以及各相與零線之間接入不同容量的電容器，不但可以將各相的功率因數(shù)均補(bǔ)償至1，而且可以使各相的有功電流達(dá)到平衡狀態(tài)。