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正确计算功率因数的方法(图文)

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2020-03-07 18:06:04

如何计算功率因数,对电工来说,掌握好基本的计算公式就可以,功率因数计算公式分为好几种,不同的计算公式应用于不同的场景,来看电工天下小编整理的功率因数的计算公式及教程。

计算功率因数的方法

如何计算功率因数,对电工来说,掌握好基本的计算公式就可以,功率因数计算公式分为好几种,不同的计算公式应用于不同的场景,来看电工天下小编整理的功率因数的计算公式及教程。

功率因数的计算公式为:

功率因数统计计算公式

功率因数计算公式分为好几种:1)一般用公式COSφ=P/S , COSφ是功率因素;P有功;S无功;2)第二种可以用COSφ=R/Z ,R电阻 Z总的阻抗;等方式。

在用Excel中,计算功率因数公式如下图:

功率因数统计计算公式

功率因数是指任意二端网络(与外界有二个接点的电路)两端电压U与其中电流I之间的位相差的余弦 。在二端网络中消耗的功率是指平均功率,也称为有功功率,它等于可见,电路中消耗的功率P,不仅取决于电压V与电流I的大小,还与功率因数有关。而功率因数的大小,取决于电路中负载的性质。对于电阻性负载,其电压与电流的位相差为0,因此,电路的功率因数最大( );而纯电感电路,电压与电流的位相差为π/2,并且是电压超前电流;在纯电容电路中,电压与电流的位相差则为-(π/2),即电流超前电压。在后两种电路中,功率因数都为0。对于一般性负载的电路,功率因数就介于0与1之间。

一般来说,在二端网络中,提高用电器的功率因数有两方面的意义,一是可以减小输电线路上的功率损失;二是可以充分发挥电力设备(如发电机、变压器等)的潜力。因为用电器总是在一定电压U和一定有功功率P的条件下工作,由公式: 可知,功率因数过低,就要用较大的电流来保障用电器正常工作,与此同时输电线路上输电电流增大,从而导致线路上焦耳热损耗增大。另外,在输电线路的电阻上及电源的内组上的电压降,都与用电器中的电流成正比,增大电流必然增大在输电线路和电源内部的电压损失。因此,提高用电器的功率因数,可以减小输电电流,进而减小了输电线路上的功率损失。

功率因数表示一个负荷所需要的有功功率和视在功率的比值。即COS¢=P/S

系统的功率因数是整个电力系统有功功率和视在功率的比值,电路的功率因数、线路的功率因数、电机的功率因数等也相同。

在交流电路中,功率因数定义为有功功率与视在功率的比值,即COS∮=P/S,在正弦电路中,功率因数由电压与电流之间的相位差(∮)角决定,用COS∮表示,在数值上等于有功功率和视在功率之比,或电阻与阻抗之比。 在此情况下,单相正弦电路中,功率因数有明确的物理意义,它就是电压和电流之间的相角差的余弦值。

在三相对称正弦电路中,各相的视在功率、功率因数均相同,三相对称正弦电路的总视在功率等于各相视在功率之和,三相对称电路的功率因数等于单相功率因数,因此三相对称电路的总视在功率、功率因数也都有明确的物理意义,三相总视在功率等于各相电压电流有效值的乘积之和,三相功率因数就是等于单相功率因数。

功率因数较低的负荷工作时需要较多的无功功率。譬如电灯、电炉的功率因数COS¢=1,说明它们吸消耗有功功率,异步电动机的功率因数比较低,一般在0.7—0.85左右,说明它们需要一定数量的无功功率。电动机输出功率很低时,所消耗的有功功率减少,但是所需要的无功功率基本不变,所以无功功率所占比例增大,电动机的COS¢就更低,甚至低于0.5。

因此,对于发电厂来说,就必须在输出有功功率的同时,也输出无功功率,在输出的总功率中,有功功率和无功功率各占多少,不是决定于发电机,而是取决于负荷的需要,即取决于负荷的功率因数。如果功率因数过低,就表示在输出功率中,无功功率的比例很大,这对于电力系统的运行是很不利的。

功率因数过低,电源设备的容量就不能充分利用。我们知道,电动机和变压器在运行时不能超过额定电压和额定电流,在相同的变压器端电压和输出电流的情况下,负荷的功率因数越低,变压器能输出的有功功率就越少,电动机也一样。

负荷的功率因数越低,在保证变压器的输出电流不超过额定电流时,能够输出的有功功率就越少。也就是说,有相当大的一部分功率在电源和负载之间送过来又送回去,变压器必须供给负荷所需要的这一部分功率,但是又不能做有用功。也就是变压器不能充分利用。

功率因数过低,在线路上将引起较大的电压降落的功率损失。在线路上输送的有功功率一定时,功率因数越低,说明线路上的无功功率越大,因而通过线路的电流越大。由于线路具有一定的阻抗,能量在线路上送过来又送回去,当然会造成损失,电流越大,线路的压降和功率损失就越大。线路的电压降落增大,会使负载的电压降低,而影响负载的正常工作。例如电动机的转速会降低,。线路功率损失增加,就会造成电能的浪费。

因此,要提高电力系统的功率因数,并且改善电网供电质量。

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