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家用電器功率因數初探

發布時間:2023-02-05 02:57:35

Ⅰ 功率因數詳細資料大全

功率因數(Power Factor)的大小與電路的負荷性質有關, 如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數為1,一般具有電感性負載的電路功率因數都小於1。功率因數是電力系統的一個重要的技術數據。功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個系數。功率因數低,說明電路用於交變磁場轉換的無功功率大, 從而降低了設備的利用率,增加了線路供電損失。

在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的餘弦叫做功率因數,用符號cosΦ表示,在數值上,功率因數是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S.

基本介紹

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計算

功率因數低的根本原因是電感性負載的存在。例如,生產中最常見的交流非同步電動機在額定負載時的功率因數一般為0.7--0.9,如果在輕載時其功率因數就更低。其它設備如工頻爐、電焊變壓器以及日光燈等,負載的功率因數也都是較低的。從功率三角形及其相互關系式中不難看出,在視在功率不變的情況下,功率因數越低( 角越大),有功功率就越小,同時無功功率卻越大。這種使供電設備的容量不能得到充分利用,例如容量為1000kVA的變壓器,如果cos =1,即能送出1000kW的有功功率;而在cos =0.7時,則只能送出700kW的有功功率。功率因數低不但降低了供電設備的有效輸出,而且加大了供電設備及線路中的損耗,因此,必須採取並聯電容器等補償無功功率的措施,以提高功率因數。 功率因數既然表示了總功率中有功功率所佔的比例,顯然在任何情況下功率因數都不可能大於1。由功率三角形可見,當 =0°即交流電路中電壓與電流同相位時,有功功率等於視在功率。這時cos 的值最大,即cos =1,當電路中只有純阻性負載,或電路中感抗與容抗相等時,才會出現這種情況。 感性電路中電流的相位總是滯後於電壓,此時0°< <90°,此時稱電路中有「滯後」 的cos ;而容性電路中電流的相位總是超前於電壓,這時-90°< <0°,稱電路中有「超前」的cos 。 功率因數的計算方式很多,主要有直接計演算法和查表法。常用的計算公式為: 功率因數計算公式

要求

最基本分析

拿設備作舉例。例如:設備功率為100個單位,也就是說,有100個單位的功率輸送到設備中。然而,因大部分電器系統存在固有的無功損耗,只能使用70個單位的功率。很不幸,雖然僅僅使用70個單位,卻要付100個單位的費用。(使用了70個單位的有功功率,你付的就是70個單位的消耗)在這個例子中,功率因數是0.7 (如果大部分設備的功率因數小於0.9時,將被罰款),這種無功損耗主要存在於電機設備中(如鼓風機、抽水機、壓縮機等),又叫感性負載。功率因數是馬達效能的計量標准。

基本分析

每種電機系統均消耗兩大功率,分別是真正的有功(單位:瓦)及電抗性的無功(單位:乏)。功率因數是有用功與總功率間的比值。功率因數越高,有用功與總功率間的比值就越大,系統運行則更有效率。

高級分析

在感性負載電路中,電流波形峰值在電壓波形峰值之後發生。兩種波形峰值的分隔可用功率因數表示。功率因數越低,兩個波形峰值則分隔越大。

非線性負載

電力系統上常見的非線性負載包括整流器(用在電源供應器中),或是像螢光燈、電焊機或電弧爐電弧放電的設備。由於這些系統的電流會因為元件的切換而中斷,電流會含有諧波成份,其頻率為電源系統的整數倍數。畸變功率因子(Distortion Power Factor)可用來量度電流的諧波畸變對其平均功率的影響。 電腦電源供應器的弦波電壓及非弦波電流,其畸變功率因子為0.75。

非弦波成份

非線性負載將電流波形由正弦波扭曲成其他波形。非線性負載的輸入電流中除了原來電源的頻率(基頻)外,其中也會有許多高頻的諧波電流成份。由電容器及電感器等線性元件組成的濾波器可以降低諧波電流由負載端進入電源系統中。 線性元件組成的電路若電壓為一正弦波,其電流也是相同頻率的弦波。其功率因子只是因為電壓和電流之間的相位差,也可以稱為位移功率因子(Displacement Power Factor)。若電流或電壓非弦波,視在功率包括所有諧波成份時,功率因子中不但有電壓和電流之間的相位差導致的位移功率因子,也會有對應諧波成份的畸變功率因子。 一般的三用電表無法量測非線性負載的輸入電流。三用電表會量測整流後波形的平均值。若使用量測均方根(RMS)值的電表,可以量測實際電流及電壓的均方根值,因此也可以計算視在功率。若要量測有功功率或無功功率,需使用針對非正弦波電流設計的瓦特表。

畸變功率因子

畸變功率因子(Distortion Power Factor)量度電流的諧波畸變對其平均功率的影響。 為負載電流的總諧波畸變。上述定義假設電壓仍維持正弦波,沒有畸變,此假設接近一般實際套用的情形。為電流的基頻成份,而為總電流,二者都以均方根值表示。 若將畸變功率因子乘以位移功率因子(Displacement Power Factor,簡稱DPF),即可得到總功率因子,也可稱為真功率因子,或直接簡稱為功率因子。

開關電源

開關電源是一種常見的非線性負載,世界上至少有數百萬台個人電腦中有開關電源,功率輸出從數瓦到一千瓦。早期廉價的開關電源中有一個全波整流器,整流器只有在電源端電壓超過內部電容器的電壓時才會導通,因此其峰值因子很高,畸變功率因子很低,而且在三相的電流系統中,其中線性電流不會為零,可能會有中性線負載過大的問題[6]。 典型的開關電源首先會用整流二極體產生直流電壓,再由直流電壓產生輸出電壓。由於整流器為非線性元件,其輸入電流會有許多的高次諧波成份。此情形會造成電力公司的困擾,因為無法靠加入電容器及電感器的方式補償高頻的諧波成份。因此一些地區已開始立法要求所有功率大於一定值的電源供應器需要有功率因子修正機能。 歐盟為了提升功率因子,有設定諧波的標准。若要符合現行歐盟標准EN61000-3-2,所有輸出功率大於75W的開關電源至少需要有被動功率因子修正(passive PFC)機能。而80 PLUS開關電源認證要求功率因子至少需到達0.9的水平[7]。

改善

電網中的電力負荷如電動機、變壓器、日光燈及電弧爐等,大多屬於電感性負荷,這些電感性的設備在運行過程中不僅需要向電力系統吸收有功功率,還同時吸收無功功率。因此在電網中安裝並聯電容器無功補償設備後,將可以提供補償感性負荷所消耗的無功功率,減少了電網電源側向感性負荷提供及由線路輸送的無功功率。由於減少了無功功率在電網中的流動,因此可以降低輸配電線路中變壓器及母線因輸送無功功率造成的電能損耗,這就是無功補償的效益。 無功補償的主要目的就是提升補償系統的功率因數。因為供電局發出來的電是以kVA或者MVA來計算的,但是收費卻是以kW,也就是實際所做的有用功來收費,兩者之間有一個無效功率的差值,一般而言就是以kvar為單位的無功功率。大部分的無效功都是電感性,也就是一般所謂的電動機、變壓器、日光燈……,幾乎所有的無效功都是電感性,電容性的非常少見,例如:變頻器就是容性的,在變頻器電源端加入電抗器可提高功率因數。

內容

由於感性、容性或非線性負荷的存在,導致系統存在無功功率,從而導致有功功率不等於視在功率,三者之間關系如下: S^2=P^2+Q^2;S為視在功率,P為有功功率,Q為無功功率。三者的單位分別為VA(或kVA),W(或kW),var(或kvar)。 一種有源功率因數校正電路 簡單來講,在上面的公式中,如果今天的kvar的值為零的話,kVA就會與kW相等,那麼供電局發出來的1kVA的電就等於用戶1kW的消耗,此時成本效益最高,所以功率因數是供電局非常在意的一個系數。用戶如果沒有達到理想的功率因數,相對地就是在消耗供電局的資源,所以這也是為什麼功率因數是一個法規的限制。就國內而言功率因數規定是必須介於電感性的0.9~1之間,低於0.9時需要接受處罰。

好處

供電部門為了提高成本效益要求用戶提高功率因數,那提高功率因數對用戶端有什麼好處呢? ① 通過改善功率因數,減少了線路中總電流和供電系統中的電氣元件,如變壓器、電器設備、導線等的容量,因此不但減少了投資費用,而且降低了本身電能的損耗。 ② 良好的功因數值的確保,從而減少供電系統中的電壓損失,可以使負載電壓更穩定,改善電能的質量。 ③ 可以增加系統的裕度,挖掘出了發供電設備的潛力。如果系統的功率因數低,那麼在既有設備容量不變的情況下,裝設電容器後,可以提高功率因數,增加負載的容量。 舉例而言,將1000kVA變壓器之功率因數從0.8提高到0.98時: 補償前:1000×0.8=800kW 補償後:1000×0.98=980kW 同樣一台1000kVA的變壓器,功率因數改變後,它就可以多承擔180kW的負載。 ④ 減少了用戶的電費支出;透過上述各元件損失的減少及功率因數提高的電費優惠。 此外,有些電力電子設備如整流器、變頻器、開關電源等;可飽和設備如變壓器、電動機、發電機等;電弧設備及電光源設備如電弧爐、日光燈等,這些設備均是主要的諧波源,運行時將產生大量的諧波。諧波對發動機、變壓器、電動機、電容器等所有連線於電網的電器設備都有大小不等的危害,主要表現為產生諧波附加損耗,使得設備過載過熱以及諧波過電壓加速設備的絕緣老化等。 並聯到線路上進行無功補償的電容器對諧波會有放大作用,使得系統電壓及電流的畸變更加嚴重。另外,諧波電流疊加在電容器的基波電流上,會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、噪音增大、繞組附加發熱等。 諧波污染也會增加電纜等輸電線路的損耗。而且諧波污染對通訊質量有影響。當電流諧波分量較高時,可能會引起繼電保護的過電壓保護、過電流保護的誤動作。 因此,如果系統量測出諧波含量過高時,除了電容器端需要串聯適宜的調諧(detuned)電抗外,並需針對負載特性專案研討加裝諧波改善裝置。

改善電能

為什麼說提高用戶的功率因數可以改善電壓質量? 電力系統向用戶供電的電壓,是隨著線路所輸送的有功功率和無功功率變化而變化的。當線路輸送一定數量的有功功率時,如輸送的無功功率越多,線路的電壓損失越大。即送至用戶端的電壓就越低。如果110kV以下的線路,其電壓損失可近似為:△U=(PR+QX)/Ue 其中:△U-線路的電壓損失,kV Ue--線路的額定電壓,kV P--線路輸送的有功功率,kW Q--線路輸送的無功功率,kvar R—線路電阻,歐姆 X--線路電抗,歐姆 由上式可見,當用戶功率因數提高以後,它向電力系統吸取的無功功率就要減少,因此電壓損失也要減少,從而改善了用戶的電壓質量。 在直流電路里,電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里,電壓乘電流是視在功率,而能起到作功的一部分功率(即有功功率)將小於視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數,以COSΦ表示,其實最簡單的測量方式就是測量電壓與電流之間的相位差,得出的結果就是功率因數。

如何提高

(1)提高自然功率因數。自然功率因數是在沒有任何補償情況下,用電設備的功率因數。提高自然功率因數的方法:合理選擇非同步電機;避免變壓器空載運行;合理安排和調整工藝流程,改善機電設備的運行狀況;在生產工藝允許條件下,採用同步電動機代替非同步電動機。 (2)採用人工補償無功功率。裝用無功功率補償設備進行人工補償,電力用戶常用的無功功率補償設備是電力電容器。 提高功率因數的方法 提高功率因數的途徑主要在於如何減少電力系統中各個部分所需的無功功率,特別是減少負荷取用的 無功功率,使電力系統在輸送一定的有功功率時,可降低其中通過的無功電流 提高功率因數的方法很多,但總的來說可以歸結為兩大類: 提高自然功率因數的方法 採用降低各用電設備所需的無功功率以改善其功率因數的措施,稱為提高自然功率因數的方法 主要有: 1、正確選用非同步電動機的型號與容量。據有關資料介紹,我國中小型非同步電動機的用電負荷約占電網總負荷的80 %以上,幾個主要電網中,電動機所耗能占整個工業用電量的60 %~ 68 %左右1 因此做好電動機的降損節能具有十分重要的經濟意義 正確選用非同步電動機,使其額定容量與所帶負載相配合,對於改善功率因數是十分重要的 在選型方面,要注意選用節能型,淘汰高能耗的電動機,並依據電機機械工作對啟動力矩、啟動次數、調速等方面的具體要求,選用不同的型號。 電動機的效率η與功率因數cosφ是反映電動機經濟運行水平的主要指標,都與負載率β有密切關系1 GB/ T 12497 - 90 對三相非同步電機三個運行區域規定如下: 當負載率β在70 %~ 100 %之間時,為經濟運行區; 當40 % ≤β ≤70 %時,為一般運行區; 當β < 40 % 時,為非經濟運行區; 2、根據負荷選用相匹配的變壓器。電力變壓器一次側功率因數不但與負荷的功率因數有關,而且與負荷率有關若變壓器滿載運行,一次側功率因數僅比二次側降低約3 ~ 5 %;若變壓器輕載運行,當負荷小於0. 6 時,一次側功率因數就顯著下降,下降達11 ~ 18 %,所以電力變壓器的負荷率在0. 6 以上運行時才較經濟,一般應在60 %~ 70 %比較合適為了充分利用設備和提高功率因數,電力變壓器一般不宜作輕載運行。當電力變壓器負荷率小於30 %時,應當更換成容量較小的變壓器 (3、合理安排和調整工藝流程。合理安排和調整工藝流程, 改善電機設備的運行狀態, 限制電焊機和工具機電動機的空載運行1 例如可採用空載自動延時斷電裝置流程等 4、非同步電動機同步化運行。對於負荷率不大於0. 7 及最大負荷不大於90 % 額定功率的繞線式非同步電動機,必要時可使其同步化,即當繞線式非同步電動機在起動完畢以後,向轉子三相繞組中送入直流勵磁,即產生轉矩把非同步電動機牽入同步運行,其運轉狀態與同步電動機相似在過勵磁的情況下,電動機可向電網送出無功功率,從而達到改善功率因數的目的。 提高功率因數的補償方法 採用供應無功功率的設備來補償用電設備所需的無功功率,以提高其功率因數的措施,稱為提高功率因數的補償方法。採用補償法來提高功率因數,必須增加新設備、增加有色與黑色金屬的需用量。 此外,補償設備本身也有功率損失,所以從整體來看,應首先採用提高用電設備自然功率因數的方法。 但當功率因數還達不到《電力設計技術規范》所要求的數值時,則需採用專門的補償設備來提高功率因數。套用人工補償無功功率的方法通常有套用移相電容器(即靜電電容器) 、採用同步電動機和採用同步調相機三種方法。 同步電動機在過勵磁方式運行(0. 8 ~ 0. 9 超前) 時,就向電力系統輸送無功功率,提高了工業企業的功率因數 一般在滿足工藝條件下,採用或不採用同步電動機來提高企業的功率因數,應進行技術經濟比較。通常對低速、恆速且長期連續工作的容量較大的電動機,宜採用同步電動機組,如軋鋼的電動機組、球磨機、空壓機、鼓風機、水泵等設備 這些設備採用同步電動機為原動機時,其容量一般在250 kW 以上,環境與啟動條件均能滿足同步電動機的要求,而且停歇時間較少,因此對改善功率因數能起很大作用 但是同步電動機結構復雜,並且附有一套啟動控制設備,維護工作量大,價格較非同步電動機貴,而且高壓移相電容器價格普遍降低,這就相應地提高了「非同步電動機加移相電容器的補償方案」的優越性 移相電容器由於具有功率損耗小、運行維修很方便、短路電流小等優點而在工業企業中被廣泛用作人工補償裝置。 綜上所述,提高功率因數必然對國家的能源利用、企業的經濟效益起到促進作用, 是保證電力系統電能質量、電壓質量、降低網路損耗以及安全運行所不可缺少的條件 應根據不同情況採取相應措施來提高功率因數,降低無功損耗,從而提高經濟效益。

功率因素

1、 柴油發電機振盪失步的特徵 1)定子電流超出正常值,電流表指針將激烈地撞擋。 2)定子電壓表的指針將快速擺動。 3)有功功率表指針在表盤整個刻度盤上擺動。 4)轉子電流表指針在正常值附近快速擺動。 5)發電機發出鳴叫聲,且叫聲的變化與儀表指針的擺動頻率相對應。 6)其他並列運行的發電機的儀表也有相應的擺動 2、發電機振盪失步的時處理方法 發電機振盪失去同步時應注意以下幾條: 1)要通過增加勵磁電流來產生恢復同步的條件; 2)要適當地調整該機的負荷,以幫助恢復同步; 3)當整個電廠與系統失去同步時,該電廠的所有發電機都將發生振盪,除設法增加每台發電機的勵磁電流外,在無法恢復同步的 情況下,為使發電機免遭持續電流的損害,應按規程規定,在2分鍾後將電廠與系統解列。

功率因數

功率因子表徵著燈具輸出有功功率的能力。功率是能量的傳輸率的度量,在直流電路中它是電壓V和電流A的乘積。在交流系統里則要復雜些:即有部分交流電流在負載里循環不傳輸電能,它稱為電抗電流或諧波電流,它使視在功率( 電壓Volt乘電流Amps)大於實際功率。視在功率和實際功率的不等引出了功率因數,功率因數等於實際功率與視在功率的比值。所以交流系統里實際功率等於視在功率乘以功率因數。 即:功率因數=實際功率/視在功率。只有電加熱器和燈泡等線性負載的功率因素為1,許多設備的實際功率與視在功率的差值素很小,可以忽略不計,而像容性設備如燈具的這種差值則很大、很重要。美國PC Magazine 雜志的一項研究表明燈具的典型功率因數為0.65,即視在功率(VA)比實際功率(Watts)大50%!

視在功率

視在功率:即交流電壓和交流電流的乘積。用公式表示為:S=UI。式中,S是額定輸出功率,單位是VA(伏安);U是額定輸出電壓,單位是V, 如220V、380V等;I是額定輸出電流,單位是A。視在功率包括兩部分:有功功率(P)和無功功率(Q)。有功功率是指直接做功的部分。比如使燈發亮、使電機轉動、使電子電路工作等。因為這個功率做功後都變成了熱量,可以直接被人們感覺到,所以有些人就產生一個錯覺,即把有功功率當成了視在功率,孰不知有功功率只是視在功率的一部分,用式表示:P=Scosθ=UIcosθ=UIF。式中,P是有功功率,單位是W(瓦);F=cosθ被稱為功率因子,而θ是在非線性負載時電壓電流不同相時的相位差。無功功率是儲藏在電路中但不直接做功的那部分功率,用式表示:Q=Ssinθ=UIsinθ。式中,Q為無功功率,單位是var(乏)。

無功功率

對於燈具和其它一切靠直流電壓工作的電子電路,離開無功功率是根本無法工作的。一般用戶都認為燈具之類的設備只需要有功功率,而不需要無功功率。既然無功功率不做功,要它何用!於是他們當然就認為功率因子為1的燈具最好。因為它能給出最大輸出功率。然而,實際情況並非如此。 假如有一燈具,當交流市電輸入後進行整流,就得到脈動直流電壓,若不將脈動電壓進行任何加工,就直接提供給燈具,毫無疑問,電路根本無法正常工作。雖然這時燈具的功率因子接近於1,可這又有何用呢。為了讓燈具電路能正常工作,必須向其提供平滑了的直流電壓。這個「平滑」工作必須由接在燈具整流器後面的濾波電容器來完成。這個濾波器就像一個水庫,電容器裡面必須儲存足夠數量的電荷,在整流半波之間的空白時,使電路上的工作電壓仍不間斷,能保持正常電平。換句話說,即使在兩個脈動半波之間無輸入電能時,Uc的電壓電平也無顯著的變化,這個功能是靠電容器內的儲能來實現的,儲存在電容器內的這部分能量就是無功功率。所以說,燈具是靠無功功率的支持,才能保證電路正確運用有功功率實現正常使用的。因此可以說,燈具不但需要有功功率,也需要無功功率,兩者缺一不可。

家電

常見家電功率因數 有人測試了各種家用電器的功耗和功率因數,其結果如下: 序號 名稱 設備容量(W) 功率因數 無功功率(var) 視在功率(VA) 1 照明 200 0.90 96.86 222.22 2 空調 3000 0.80 2250.00 3750.00 3 電冰櫃 150 0.60 200.00 250.00 4 微波爐 1000 0.90 484.32 1111.11 5 電熱水器 2000 1.00 0.00 2000.00 6 電飯煲 1000 1.00 0.00 1000.00 7 計算機 300 0.80 225.00 375.00 測量計算機的功率因數 8 印表機 250 0.80 187.50 312.50 9 電視機 200 0.80 150.00 250.00 10 洗衣機 200 0.60 266.67 333.33 11 抽油煙機 50 0. 80 37.50 62.50 12 音響 300 0.60 400.00 500.00 13 飲水機 600 1.00 0.00 600.00 飲水機的功率因數 14 衛生設備 1000 1.00 0.00 1000.00 15 保健設備 600 0.80 450.00 750.00 16 錄像機 200 0.90 96.86 222.22 17 DVDVCD 100 0.90 48.43 111.11 這些數據當然僅供參考而已。 說明 1. 凡是電熱電器功率因數都是等於1,因為它們都是電阻負載。 2. 凡是帶馬達的家用電器(大多數白色家電)都是感性負載。 3. 凡是帶變壓器的家用電器(電視機、音響)也都是感性負載。 4. 24小時連續工作的電冰櫃是一個耗電很大、功率因數很低的感性負載。 5. 其中的照明燈具因為主要是白熾燈,所以功率因數才會接近1。

Ⅱ 用電器單位為千瓦的功率因數是什麼有功功率嗎

你問的涉及很多基礎知識, 我不了解你的基礎,不好解釋。可能敘述一大篇, 更糊塗。記住幾點即可
1、功率因數:供電部門 要求必須在0.9以上。不然會罰款。
2、如果變壓器是200kva。簡單計算 功率因數一般取0.8.
那麼該變壓器低壓側最大電流是200/(0.4*1.732)=288.68A
根據低壓側最大電流。功率因數 ,算最大功率。
關於0.4 和1.732. 看變壓器參數, 這個要死記。

Ⅲ 什麼是功率因數

功率因數是交流電路的重要技術數據之一。功率因數的高低,對
於電氣設備的利用率和分析、研究電能消耗等問題都有十分重要的意義。
所謂功率因數,是指任意二端網路(與外界有二個接點的電路)兩端
電壓u
與其中電流i
之間的位相差的餘弦
。在二端網路中消耗的功
率是指平均功率,也稱為有功功率,它等於
由此可以看出,電路中消耗的功率p,不僅取決於電壓v
與電流i

大小,還與功率因數有關。而功率因數的大小,取決於電路中負載的
性質。對於電阻性負載,其電壓與電流的位相差為0,因此,電路的
功率因數最大();而純電感電路,電壓與電流的位相差為π/2,
並且是電壓超前電流;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。在後兩種電路中,功率因數都為0。
對於一般性負載的電路,功率因數就介於0
與1
之間。
一般來說,在二端網路中,提高用電器的功率因數有兩方面的意義,
一是可以減小輸電線路上的功率損失;二是可以充分發揮電力設備
(如發電機、變壓器等)的潛力。因為用電器總是在一定電壓u
和一
定有功功率p
的條件下工作,由公式
可知,功率因數過低,就要用較大的電流來保障用電器正常工作,與
此同時輸電線路上輸電電流增大,從而導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部的電壓損
失。因此,提高用電器的功率因數,可以減小輸電電流,進而減小了
輸電線路上的功率損失。
功率因數的計算:
在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(∮)角的餘弦稱為功
率因數,用cos∮表示,在數值上等於有功功率和視在功率之比,或
電阻與阻抗之比。

cos∮=p/s=p/(u×i)=(i2r)/(u×i)=r/z
平均功率因數=有功功率/(有功功率2+無功功率2)↑1/2=有功
功率/視在功率

Ⅳ 電氣功率因數怎麼算的

在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的餘弦叫做功率因數,用符號cosΦ表示,在數值上,功率因數是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S。

功率因數的大小與電路的負荷性質有關, 如白熾燈泡、電阻爐等純電阻負荷的功率因數為1,一般具有電感性負載的電路功率因數都小於1。功率因數是電力系統的一個重要的技術數據。功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個系數。功率因數低,說明電路用於交變磁場轉換的無功功率大, 從而降低了設備的利用率,增加了線路供電損失。所以,供電部門對用電單位的功率因數有一定的標准要求。

電網中的電力負荷如電動機、變壓器、日光燈及電弧爐等,大多屬於電感性負荷,這些電感性的設備在運行過程中不僅需要向電力系統吸收有功功率,還同時吸收無功功率。因此在電網中安裝並聯電容器無功補償設備後,將可以提供補償感性負荷所消耗的無功功率,減少了電網電源側向感性負荷提供及由線路輸送的無功功率。由於減少了無功功率在電網中的流動,因此可以降低輸配電線路中變壓器及母線因輸送無功功率造成的電能損耗,這就是無功補償的效益。 無功補償的主要目的就是提升補償系統的功率因數。因為供電局發出來的電是以KVA或者MVA來計算的,但是收費卻是以KW,也就是實際所做的有用功來收費,兩者之間有一個無效功率的差值,一般而言就是以KVAR為單位的無功功率。大部分的無效功都是電感性,也就是一般所謂的電動機、變壓器、日光燈……,幾乎所有的無效功都是電感性,電容性的非常少見,例如:變頻器就是容性的,在變頻器電源端加入電抗器可提高功率因數。

在直流電路里,電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里,電壓乘電流是視在功率,而能起到作功的一部分功率(即有功功率)將小於視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數,以COSΦ表示,其實最簡單的測量方式就是測量電壓與電流之間的相位差,得出的結果就是功率因數。

Ⅳ 如何提高電器的功率因數

1、合理選擇用電設備容量,避免輕載運行;

2、對於感性負載,可以配容性設備進行補償;


3、大功率電動機負載,根據需要可用同步電動機;


4、盡量減小非線性負荷,如硅整流、變頻器;


5、根據負荷性質、數量,可就地、集中、或綜合補償。

拓展資料

功率因數(Power Factor)的大小與電路的負荷性質有關, 如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數為1,一般具有電感性負載的電路功率因數都小於1。功率因數是電力系統的一個重要的技術數據。功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個系數。功率因數低,說明電路用於交變磁場轉換的無功功率大, 從而降低了設備的利用率,增加了線路供電損失。

在交流電路中,電壓與電流之間的相位差(Φ)的餘弦叫做功率因數,用符號cosΦ表示,在數值上,功率因數是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S.

資料來源 網路 功率因數

Ⅵ 功率因數的家電

常見家電功率因數
有人測試了各種家用電器的功耗和功率因數,其結果如下:
序號 名稱 設備容量(W) 功率因數 無功功率(var) 視在功率(VA)
1 照明 200 0.90 96.86 222.22
2 空調 3000 0.80 2250.00 3750.00
3 電冰箱 150 0.60 200.00 250.00
4 微波爐 1000 0.90 484.32 1111.11
5 電熱水器 2000 1.00 0.00 2000.00
6 電飯煲 1000 1.00 0.00 1000.00
7 計算機 300 0.80 225.00 375.00
8 列印機 250 0.80 187.50 312.50
9 電視機 200 0.80 150.00 250.00
10 洗衣機 200 0.60 266.67 333.33
11 抽油煙機 50 0. 80 37.50 62.50
12 音響 300 0.60 400.00 500.00
13 飲水機 600 1.00 0.00 600.00
14 衛生設備 1000 1.00 0.00 1000.00
15 保健設備 600 0.80 450.00 750.00
16 錄像機 200 0.90 96.86 222.22
17 DVDVCD 100 0.90 48.43 111.11
這些數據當然僅供參考而已。
說明
1. 凡是電熱電器功率因數都是等於1,因為它們都是電阻負載。
2. 凡是帶馬達的家用電器(大多數白色家電)都是感性負載。
3. 凡是帶變壓器的家用電器(電視機、音響)也都是感性負載。
4. 24小時連續工作的電冰箱是一個耗電很大、功率因數很低的感性負載。
5. 其中的照明燈具因為主要是白熾燈,所以功率因數才會接近1。

Ⅶ 家裡用電器的功率因數大概是多少像冰箱,電燈,洗衣機什麼的,怎麼求

功率因數只是存在與電感性的負載中,電阻性的負載功率因數接近於1
電燈(鎢絲)的功率因數 接近1
冰箱的功率因數大約是0.60
洗衣機的功率因數大約是 0.60
cosφ=有功功率/視在功率

Ⅷ 家用電器用萬用表測量出電流以後怎麼計算功率

當然,如果嫌這個過程太繁瑣,也可以簡單估算:家庭用電功率因數一般按照0.85左右估算。

然後,測量電源電壓U,然後使用:P=U×I×cosφ(0.85),即可估算家庭用電功率。

——如果僅僅對一台家用電器進行功率計算,該電器上一般標注有功率因數cosφ,測量電流I、電壓U之後,用上述公式即可計算。

Ⅸ 功率因數的含義及功率因數的影響

系統功率因數的含義
功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個系數。它是交流電路中有功功率與視在功率的比值。即功率因數=有功功率/視在功率,其大小與電路的負荷性質有關。如白熾燈、電阻爐等電熱設備,功率因數為1,對具有電感的電氣設備如日光燈、電動機等,功率因數小於1,從功率三角形的圖中,運用數學三角關系可得出:
有功功率P=UIcosφ cosφ即功率因數。
功率因數低,說明電路中用於交變磁場吞吐轉換的無功功率大。從而降低了設備的利用率,增加線路供電損失。所以,供電部門對用電單位的功率因數,有著一定的標准要求。
在線電壓UL=380V的三相四線制交流電路的功率因數
作為一個交流電路,其交流電源的容量是一定的,其大小是用視在功率S=IU來表示的。由於不同的交流電路其負載參數(R、L、C)是不同的,因此電路中電壓和電流的相位差也不同。於是,電路中的負載就不可能完全吸收電源的視在功率,其可利用的功率就是有功功率P僅是視在功率S的一部分,這就涉及到交流電源的利用率問題,功率因數就是反映這種利用率大小的物理量。在單相交流電路中,已知單相交流電路的功率因數COSφ的概念是有功功率P與視在功率S的比值,即:
COSφ=P/S
這對三相交流電路同樣也是適用的,只是此時的COSφ是指三相交流電路的功率因數,P和S是指三相交流電路總的有功功率和總的視在功率。由此可見,功率因數越大,表示電路中用電設備的有功功率越大,也就是電源的利用率越高。
例如一台發電機的容量為100KW,若負載的功率因數COSφ=1,則發電機能輸出100KW的有功功率;若負載的功率因數降到0.6,則此時發電機最多隻能輸出:
100×0.6=60(KW)
的有功功率,說明這時發電機的容量還有40KW未被充分利用。
功率因數低對電氣系統的影響
常用電氣設備的功率因數除白熾燈、電阻、電熱器等接近於1外,其他如電動機、變壓器、架空線以及電氣儀表的功率因數均小於1。如交流非同步電動機,在空載時的功率因數只有0.2~0.3;在輕載時均為0.5;在額定負載時均為0.7~0.89。不帶電容器的日光燈的功率因數為0.45~0.6。負載的功率因數低,會引起一些不良後果,主要表現有兩個方面:
(1)電力系統和用電企業的設備不能被充分利用。因為電力系統內的發電機和變壓器等設備,在正常情況下,不允許長期超過額定電壓和額定電流運行。所以當電壓和電流都已達到額定值時,功率因數低便造成設備有功功率的輸出較少。同樣容量的設備,功率因數越低,其輸出的有功功率就越少。
(2)引起電力系統電能損耗增大和供電質量降低。對輸電和配電線路來說,線路中的損耗與電流大小的平方成正比,當輸送同樣大小的有功功率P=IUcosφ時,功率因數cosφ越低,輸電線路中的電流I=P/Ucos φ就越大,而線路的電能損耗是與電流的平方成正比增加的。
另外,當功率因數降低,線路電流增大時,勢必造成線路中電壓降增大,這將導致線路末端的電壓降低。若要滿足末端用戶電壓要求,則線路始端的電壓就要升高,從而會使整個線路的供電質量降低。
從以上兩方面來看,提高用電功率因數是非常必要的,它不但可以提高電力系統和用電企業設備的利用率,做到在同樣發電設備條件下,提高發電能力。而且可以減小電能損耗和提高用電質量,它是節約用電的一項很重要的技術措施。

Ⅹ 電器上功率因數如何理解謝謝

1、交流電路中才有功率因數的問題,且只是在含有電感或電容的交流電路中才有功率因數的問題。
2、首先要弄清楚交流電的相位和相位差這兩個概念。
3、電器的電壓和對應這個電壓的電流存在相位差時,兩者就不會同時達到最大值,要存在一定的時間差。實際發生的電功率就會比UI之積小一些,要存在一定的折扣,這個折扣就是功率因數。
4、功率因數的存在,減少了設備出力,增大了電能損耗。應該提高電氣設備的功率因數。

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