什麼是功率因數 (Cosine Phi)

一個自然人的功率因數（cosine phi）如下。大家知道，在交流電路中，一般有三種負載或三種功率（三種電流，三種電阻）。有功 P、無功 Q 和總 C 功率分別與有功 r、無功 x 和總 z 電阻相關。

從電氣工程課程中知道，電阻稱為有源電阻，電流通過時會釋放熱量。有功電阻與有功功率損耗有關 dPn等於電流的平方乘以電阻 dPn = Az2r W

電抗 當電流流過它時，它不會造成任何損失。該電阻是由電感 L 和電容 C 引起的。

電感電阻和電容電阻是兩種類型的電抗，用以下公式表示：

• 電抗或電感電阻，

• 容性電阻或電容，

則x = xL — НС° С… 例如，如果電路中xL= 12 Ohm，xc = 7 Ohm，則電路的電抗x = xL — NSc= 12 — 7 = 5 Ohm。

米。 1. 解釋餘弦 «phi» 本質的插圖：a — 交流電路中 r 和 L 的串聯電路，b — 電阻三角形，c — 功率三角形，d — 不同值的功率三角形有功功率。

阻抗z包括電阻和電抗。對於 r 和 L 的串聯連接（圖 1，a），以圖形方式描繪了電阻三角形。

如果這個三角形的邊乘以相同電流的平方，那麼比率不會改變，但新的三角形將是一個容量三角形（圖1，c）。在此處查看更多詳細信息- 電阻、電壓和功率的三角形

從三角形可以看出，在交流電路中，一般會出現三種功率：有功P、無功Q和總S

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

有功功率可以稱為工作功率，即“熱”（熱的散發）、“亮”（電照明）、“動”（電動機驅動）等。它的測量方法與恆功率相同，以瓦特為單位。

發達 有功功率b 完全沒有痕跡地以光速在接收器和導線中消耗——幾乎是瞬間。這是有功功率的特徵之一：產生多少，就消耗多少。

無功功率 Q 未被消耗，代表電路中電磁能的振盪。能量從源到接收器的流動與電流通過電線的流動有關，並且由於電線具有有源電阻，因此存在損耗。

因此，對於無功功率，不會進行工作，但會發生損耗，對於相同的有功功率，功率因數越大，功率因數越小（cosphi，餘弦«phi»）。

一個例子。如果功率 P = 10 kW 以 400 V 的電壓傳輸一次且 cosphi1 = 0.5，第二次在 cosphi2 = 0.9，則確定電阻 rl = 1 ohm 的線路中的功率損耗。

回答。第一種情況下的電流 I1 = P / (Ucosphi1) = 10/(0.4•0.5) = 50 A。

功率損耗 dP1 = Az12rl = 502•1 = 2500 W = 2.5 kW。

在第二種情況下，電流 Az1 = P / (Ucosphi2) = 10/(0.4•0.9) = 28 A。

功率損耗dP2 = Az22rl = 282•1 = 784 W = 0.784 kW，即在第二種情況下，功率損耗小 2.5 / 0.784 = 3.2 倍，只是因為 cosfi 值較高。

計算清楚地表明，餘弦 «phi» 的值越高，能量損失越低，安裝新裝置時放置有色金屬的需要也越少。

通過增加餘弦 «phi»，我們有三個主要目標：

1）節省電能，

2）節約有色金屬，

3) 最大限度地利用發電機、變壓器和一般交流電動機的裝機功率。

最後一種情況被以下事實所證實，例如，從同一台變壓器可以獲得的有功功率越多，cosfi 用戶的值就越大。因此，在 cosfi1 = 0.7 時，從額定功率 Sn= 1000 kVa 的變壓器可以得到有功功率 P1 = Снcosfie1 = 1000 • 0.7 = 700 kW，在 cosfi2 = 0.95 R2 = Сncosfi2= 1000 • 0 .95 = 950千瓦。

在這兩種情況下，變壓器都將滿載至 1000 kVA。感應電機和欠載變壓器是工廠功率因數低的原因。例如，感應電機在怠速時的 cosfixx 大約等於 0.2，而當負載到額定功率時 sfin = 0.85。

為更清楚起見，請考慮感應電機的近似功率三角形（圖 1，d）。在空載運行期間，異步電動機消耗的無功功率約等於額定功率的30%，而此時消耗的有功功率約為15%。因此，功率因數很低。隨著負載的增加，有功功率增加，無功功率略有變化，因此 cosfi 增加。在這裡閱讀更多相關信息： 驅動功率因數

增加 cosfi 價值的主要活動是滿負荷運轉。在這種情況下，異步電動機將以接近標稱值的功率因數運行。

功率因數改善活動分為兩大類：

1) 不需要安裝補償裝置並且適用於所有情況（自然方法）；

2）與使用​​補償裝置（人工方法）有關。

冷凝機組提高功率因數

第一組的活動，根據目前的指導方針，包括工藝過程的合理化，導致設備能源模式的改進和功率因數的增加。同樣的措施包括使用同步電機代替部分異步電機（建議在需要提高效率的地方安裝同步電機而不是異步電機）。

另請閱讀此主題： 交流電源和功率損耗