什么是功率因数 (Cosine Phi)

一个自然人的功率因数（cosine phi）如下。大家知道，在交流电路中，一般有三种负载或三种功率（三种电流，三种电阻）。有功 P、无功 Q 和总 C 功率分别与有功 r、无功 x 和总 z 电阻相关。

从电气工程课程中知道，电阻称为有源电阻，电流通过时会释放热量。有功电阻与有功功率损耗有关 dPn等于电流的平方乘以电阻 dPn = Az2r W

电抗 当电流流过它时，它不会造成任何损失。该电阻是由电感 L 和电容 C 引起的。

电感电阻和电容电阻是两种类型的电抗，用以下公式表示：

• 电抗或电感电阻，

• 容性电阻或电容，

则x = xL — НС° С… 例如，如果电路中xL= 12 Ohm，xc = 7 Ohm，则电路的电抗x = xL — NSc= 12 — 7 = 5 Ohm。

米。 1. 解释余弦 «phi» 本质的插图：a — 交流电路中 r 和 L 的串联电路，b — 电阻三角形，c — 功率三角形，d — 不同值的功率三角形有功功率。

阻抗z包括电阻和电抗。对于 r 和 L 的串联连接（图 1，a），电阻三角形以图形方式描绘。

如果这个三角形的边乘以相同电流的平方，那么比率不会改变，但新的三角形将是一个容量三角形（图1，c）。在此处查看更多详细信息 - 电阻、电压和功率的三角形

从三角形可以看出，在交流电路中，一般会出现三种功率：有功P、无功Q和总S

P = Az2r = UIcosphy W,B = Az2x = Az2NSL — I2x° C = UIsin Var, S = Az2z = UIWhat。

有功功率可以称为工作功率，即“热”（热的散发）、“亮”（电照明）、“动”（电动机驱动）等。它的测量方法与恒功率相同，以瓦特为单位。

发达 有功功率b 完全没有痕迹地以光速在接收器和导线中消耗——几乎是瞬间。这是有功功率的特征之一：产生多少，就消耗多少。

无功功率 Q 未被消耗，代表电路中电磁能的振荡。能量从源到接收器的流动与电流通过电线的流动有关，并且由于电线具有有源电阻，因此存在损耗。

因此，对于无功功率，不会进行工作，但会发生损耗，对于相同的有功功率，功率因数越大，功率因数越小（cosphi，余弦«phi»）。

一个例子。如果功率 P = 10 kW 以 400 V 的电压传输一次且 cosphi1 = 0.5，第二次在 cosphi2 = 0.9，则确定电阻 rl = 1 ohm 的线路中的功率损耗。

回答。第一种情况下的电流 I1 = P / (Ucosphi1) = 10/(0.4•0.5) = 50 A。

功率损耗 dP1 = Az12rl = 502•1 = 2500 W = 2.5 kW。

在第二种情况下，电流 Az1 = P / (Ucosphi2) = 10/(0.4•0.9) = 28 A。

功率损耗dP2 = Az22rl = 282•1 = 784 W = 0.784 kW，即在第二种情况下，功率损耗小 2.5 / 0.784 = 3.2 倍，只是因为 cosfi 值较高。

计算清楚地表明，余弦 «phi» 的值越高，能量损失越低，安装新装置时放置有色金属的需要也越少。

通过增加余弦 «phi»，我们有三个主要目标：

1）节省电能，

2）节约有色金属，

3) 最大限度地利用发电机、变压器和一般交流电动机的装机功率。

最后一种情况被以下事实所证实，例如，从同一台变压器可以获得的有功功率越多，cosfi 用户的值就越大。因此，在 cosfi1 = 0.7 时，从额定功率 Sn= 1000 kVa 的变压器，您可以获得有功功率 P1 = Снcosfie1 = 1000 • 0.7 = 700 kW，在 cosfi2 = 0.95 R2 = Сncosfi2= 1000 • 0 .95 = 950千瓦。

在这两种情况下，变压器都将满载至 1000 kVA。感应电机和欠载变压器是工厂功率因数低的原因。例如，感应电机在怠速时的 cosfixx 大约等于 0.2，而当负载到额定功率时 sfin = 0.85。

为更清楚起见，请考虑感应电机的近似功率三角形（图 1，d）。在空载运行期间，异步电动机消耗的无功功率约等于额定功率的30%，而此时消耗的有功功率约为15%。因此，功率因数很低。随着负载的增加，有功功率增加，无功功率略有变化，因此 cosfi 增加。在这里阅读更多相关信息： 驱动功率因数

增加 cosfi 价值的主要活动是满负荷运转。在这种情况下，异步电动机将以接近标称值的功率因数运行。

功率因数改善活动分为两大类：

1) 不需要安装补偿装置并且适用于所有情况（自然方法）；

2）与使用补偿装置（人工方法）有关。

冷凝机组提高功率因数

第一组的活动，根据目前的指导方针，包括工艺过程的合理化，导致设备能源模式的改进和功率因数的增加。同样的措施包括使用同步电机代替部分异步电机（建议在需要提高效率的地方安装同步电机而不是异步电机）。

另请阅读此主题： 交流电源和功率损耗