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如何提高功率因数(提升至目标功率因数无功补偿的计算方法及注意事项，附计算实例！)

功率因数,电流,电容器如何提高功率因数(提升至目标功率因数无功补偿的计算方法及注意事项，附计算实例！)

发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

在电力系统中由于大多数的负荷比如变压器，电动机，整流设备占比较大，所以整体呈感性状态。我们大家都知道感性负载的电压是超前电流的，功率因数在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数（也称“力率”），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。功率因数是用电设备的一个重要技术指标，在纯电阻电路中，电压与电流同相，其功率因数为1（理想状态）。对于其他负载来说，其功率因数介于0与1之间，而多数为感性负载。例如常用荧光灯，交流电动机等都是感性负载（电压超前电流90°）。其中在生产中常见的交流异步电动机在额定负载时的功率因数一般为0.7至0.9，如果在轻载时功率因数更低。

功率因数低可以引起以下几方面的危害：1、线路电流增加：低压交流系统电流的计算 I=P/√3*U*cosΦ,功率因数cosΦ=P/S,带入公式我们可以得出其实电流 I=S/√3*U.所以电流里面包含了有功电流和无功电流。而功率因数的降低则会增加电流，反之则会降低电流。所以在P一定的情况下功率因数越低电流越大，容易引起电缆发热严重甚至烧坏。2、增大损耗：线路中的阻抗和感抗损耗的能量跟线路电流呈正比，变压器内阻的损耗也是跟电流呈正比，所以功率因数越低则电流越大，电流越大则电能损耗越大。所以在经济上也是一种浪费，况且供电公司在功率因数低于规定值时，要交一部分力率罚款的。3、减小变压器的有功输出能力：变压器的容量S=√3 UI=√(P^2 Q^2 ),当S一定时，无功Q越大时则有功P则越小，代表着变压器输出有功功率的能力在变小。通俗的说就是变压器带载能力低，出力不行。4、降低线路电压：上面我们说过功率因数过低，会导致线路电流增加，变压器内阻和线路阻抗的电压降也会相应增加，所以有些地方用提升无功补偿量的方式来缓解线路末端的低电压。提升功率因数的方法：最常用的方法是在感性负载两端并联容量适合的电容，感性负载并联电容后，它们之间相互补偿，进行大部分能量交换，减少了电源和负载的能量交换，通常可分为集中补偿和就地补偿。提升至目标功率因数所需并联电力电容器的容量计算：Qc=P(tanΦ1-tanΦ2)这个公式怎么来的，给大家推导一下。

视在功率 S1

补偿后的视在功率 S2

有功功率 P

无功功率：Q1

补偿后的无功功率：Q2

需要补偿的容量： Qc

功率因数 cosΦ1

目标功率因数 cosΦ2

在上面数值中有功功率P为额定功率，我们定为基准值，在额定电压下需要的能量是不变的。

cosΦ1=P/S1 cosΦ2=P/S2 sinΦ=Q/S

Q1=sinΦ1*S1=sinΦ1*P/cosΦ1

Q2=sinΦ2*S2 =sinΦ2*P/cosΦ2

Qc=Q1-Q2=sinΦ1*P/cosΦ1-sinΦ2*P/cosΦ2=Q1*P/P-Q2*P/P=P(tanΦ1-tanΦ2)

下面我们通过实例计算，来告诉大家电容器怎么配：

举例：某纺织厂配1台S11-M-1000KVA-10/0.4kV Dyn11 2*±2.5%变压器一台，计算负荷800kW,功率因数0.8,需要提高至0.95，需要补偿多少容量的电容器，该怎么配置？

Qc=P(tanΦ1-tanΦ2)=800*(0.75-0.32）kvar=344kvar

一般情况下我们要配置变压器容量的30%，容量差不多是够用的，但是我们在实际配置中要考虑实际现场各种情况。

使用场合：纺织厂有大量的电机，少量变频器所以应选用7%电抗率的480V的抗谐型电容器组，正常情况下我们选择450V的电容就够了，但是串联电抗器会导致电容器端电压升高，所以选用480V的电容器。

生产运行方式：由于纺织厂为24小时工作制，所以电容器补偿容量应该预留出是电容器可以循环投切的裕量，来提升电容器的使用寿命。

电容器额定电压高于实际运行电压时的降容：

Q=Qc/(Uc/Un)^2*(1-K)=344/(400*1.05/480)^2*(1-7%)=484kvar

我们可以选用16组*30kva的电容器，再加4组预留循环电容器，最后需要配置20组*30kvar共计600kvar。抗谐型串联电抗器电力电容器组，纺织厂的负荷变化不大可考虑配置复合开关投切的控制方式。可考虑两台电容补偿柜，一主一辅，并加强制通风。

本文到此结束，希望对大家有所帮助呢。