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1、功率因素与节能主讲人： 什么是功率因素?低功率因素有哪些不利影响功率因素的能源绩效参数如何提高功率因素功率因素节能试算目录什么是功率因素?交流电路中，电压与电流之间的相位差()的余弦叫做功率因数，符号为cos数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cos=P/S有功功率有功功率保持用电设备正常保持用电设备正常运行所需的电功率运行所需的电功率（机械能、光能、（机械能、光能、热能）热能）视在功率：视在功率：发电机发出的总功率，发电机发出的总功率，有功部分和无功部分有功部分和无功部分无功功率是指非纯电阻无功功率是指非纯电阻负载上的功率负载上的功率电费计量以视在功率为电费计量以视在功率为准准大小
2、与负荷性质相关大小与负荷性质相关 什么是功率因素? 1.电阻电路电阻、感性、容性功率因素的产生电阻、感性、容性电路其电压与电流关系电压电流相位为零 =0；cos =1什么是功率因素?2.电感电路电感有恒流特性，电感电流零点时，电感电压最大值，电感电压超前于电感电流90， =90；cos =0什么是功率因素?3.电容电路电感有恒压特性，电容电压零点时，电容电流最大值，电容电流超前于电容电压90， =-90；cos =0什么是功率因素?无功功率的产生纯电阻电路，有功功率波形图什么是功率因素?当功率因素不为1时，有功功率波形图返回目录返回目录低功率因素有哪些不利1、负载电流大P P为用电负荷的有功负
3、荷；为用电负荷的有功负荷；U U为线电压；为线电压；I Ic c为供电电流为供电电流变压器的额定容量变压器的额定容量 输出电流输出电流 成正比成正比同样设备功率同样设备功率 功率因数越低功率因数越低 变压器的容量变压器的容量需求越大。需求越大。低功率因素有哪些不利2. 线路铜损大为线路铜损（为线路铜损（kWkW），），R R为电路电阻为电路电阻设备的铜损正比于电流的平方设备的铜损正比于电流的平方返回目录影响功率因素的能源绩效参数1. 异步电动机及变压器的负载情况 电动机负载与功率因数关系电动机负载与功率因数关系 变压器变压器 无功功率约为额定容量的无功功率约为额定容量的10%10%15%15%
4、，空载，空载时，无功功率约为满载时的时，无功功率约为满载时的1/31/3负载率025%50%75%100%cos0.20.50.770.850.88影响功率因素的能源绩效参数2. 供电电压 高于额定高于额定10%10%时，由于磁路饱和，无功增加时，由于磁路饱和，无功增加35%35%左右左右 低于额定值时，功率因数有提高，但可能影低于额定值时，功率因数有提高，但可能影响设备正常工作响设备正常工作影响功率因素的能源绩效参数3. 其他方面设备自身的功率因数设备自身的功率因数电网频率的波动电网频率的波动电机和变压器的材质电机和变压器的材质返回目录如何提高功率因素提高自然功率因素1.1.控制空载损耗控制
5、空载损耗 特别是间隙性生产的电动机、电焊机，须特别是间隙性生产的电动机、电焊机，须采用自动停车装置采用自动停车装置管理方面（提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）如何提高功率因素提高自然功率因素2.2.消除大马拉小车消除大马拉小车 电动机正常使用负载低于电动机正常使用负载低于40%40%，变压器低，变压器低于于30%30%的，需考虑更换的，需考虑更换管理方面（提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）如何提高功率因素提高自然功率因素3.3.调速技术的使用调速技术的使用变频器、晶闸管串级调速等变频器、晶闸管串级调速等关于电机满载：理论上接变频器和不接变关于电机满载：理论上接变频器和不接变频器的功率因
6、素基本一致频器的功率因素基本一致但是电机不可能长期轴功率满载，从电源但是电机不可能长期轴功率满载，从电源侧来看，功率因素有根本区别侧来看，功率因素有根本区别管理方面（提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）如何提高功率因素提高自然功率因素4.4.更新无调速要求的异步电动机更新无调速要求的异步电动机 对于大容量风机、水泵、空气压缩机对于大容量风机、水泵、空气压缩机等，有条件的采用同步电动机拖动等，有条件的采用同步电动机拖动 管理方面（提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）如何提高功率因素人工补偿人工补偿在供电系统中，绝大多数用电设备都具有在供电系统中，绝大多数用电设备都具有电感的特性电感的特性（如
7、：感应电动机、电力变压器，电焊机（如：感应电动机、电力变压器，电焊机等）等）提高功率因数，最常用的方法就是与电感提高功率因数，最常用的方法就是与电感性负载并联静电电容器性负载并联静电电容器管理方面（提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）如何提高功率因素人工补偿人工补偿管理方面（提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）如何提高功率因素人工补偿人工补偿结论：结论：1.电路的总电流，电路总功率因素，电路总电路的总电流，电路总功率因素，电路总 视在功率视在功率管理方面（提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）如何提高功率因素人工补偿人工补偿结论：结论：2.原感性支路的工作状态不变原感性支路的工作状态不变
8、感性支路的功率因数不变感性支路的功率因数不变 感性支路的电流不变感性支路的电流不变管理方面（提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）如何提高功率因素人工补偿人工补偿结论：结论：3.3.电路总的有功功率不变电路总的有功功率不变 因为电路中电阻未改变因为电路中电阻未改变管理方面（提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）如何提高功率因素补偿方法：补偿方法：配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、用电设备配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、用电设备个别（就地）补偿个别（就地）补偿管理方面（提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）如何提高功率因素补偿方法：补偿方法：1. 1. 集中补偿集中补偿即在高、低压配电所内
9、即在高、低压配电所内设置若干组电容器设置若干组电容器组组实际生产中，一般都采实际生产中，一般都采用低压集中补偿用低压集中补偿（400V400V）管理方面（提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）如何提高功率因素补偿方法：补偿方法：优点：装设集中，运行条优点：装设集中，运行条件较好，维护管理方件较好，维护管理方便，投资较少便，投资较少 起到阻隔作用，防止起到阻隔作用，防止无功能量闯入上一级无功能量闯入上一级电网，保护上游电网电网，保护上游电网不足：企业内部电动机分不足：企业内部电动机分散在线路末端，形成散在线路末端，形成内部输配电网络，这内部输配电网络，这部分无功无法补偿部分无功无法补偿管理方面（
10、提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）在10kV以下电网的无功总量中，变压器占30左右，低压设备占65以上。如何提高功率因素补偿方法：补偿方法：2. 2. 个别（就地）补偿个别（就地）补偿即把无功补偿器直接接在异步电动机旁或进线端上即把无功补偿器直接接在异步电动机旁或进线端上管理方面（提高自然功率因数）技术方面（人工补偿）优点：优点：从源头上转化了无功能量，减少线从源头上转化了无功能量，减少线路损耗能量，降低视在功率路损耗能量，降低视在功率不足：不足：一次性投资金额较大，后期维护难一次性投资金额较大，后期维护难度大度大只在电气设备运行时投入，利用率只在电气设备运行时投入，利用率低低返回目录功率
11、因素节能试算 例例1 1：一台：一台20kW20kW的电动机，功率因数从的电动机，功率因数从0.60.6提高到提高到0.90.9，电以，电以0.650.65元元/ /度计算，一年度计算，一年(8400h)(8400h)可节约多少电费？可节约多少电费？根据根据GB/T 12497-2006GB/T 12497-2006，三相异步电动机经济运行中公司，三相异步电动机经济运行中公司计算计算=就地补偿无功功率值 单位kvar每年可节约费用为1.2*8400*0.65=6552元功率因素节能试算如果输电线总电阻为，输电线路能节约多少电费？如果输电线总电阻为，输电线路能节约多少电费？ =2315W =10
12、29W每年可节约费用为1.29*8400*0.65=7021元功率因素节能试算例例2 2：SL7-630/10SL7-630/10型节能变压器，经查出厂数据如下，容量型节能变压器，经查出厂数据如下，容量630kVA630kVA，短路损耗，短路损耗7901W7901W，空载损耗，空载损耗1113W1113W，空载电流，空载电流2%Ie2%Ie，若运行负载若运行负载500kW500kW，负载功率因素从，负载功率因素从0.80.8提升到提升到0.950.95，电以电以0.650.65元元/ /度计算，一年度计算，一年(8400h)(8400h)可节约多少电费？可节约多少电费？每年节省电费=（8.89-6.63）*8400*0.65=12340元从功率因素产生的原因，分析了低功率因素的不利表现，在此基础上讨论了提高自然功率因数的方法可见，提高功率因素对企业节能、保证电力系统电能质量有积极作用应结合自身情况采取相应措施来提高功率因数, 降低无功损耗, 从而提高能源绩效！谢谢大家！谢谢大家！
