如何提高功率因数(什么是功率因数)

1功率因数是多少？

在工业企业中，电动机、变压器等电气设备具有电感特性。它们工作时，不仅要吸收电网的有功功率做功，还要吸收电网的无功功率建立磁场。功率因数cos反映了有功功率占总电功率的比例，即有功功率与视在功率之比，是衡量电气设备效率的系数。功率因数越接近1，消耗的无功功率越少，功率的有效利用率越高。相反，功率因数越低，消耗的无功功率越多，功率没有得到充分有效的利用。有功功率p、无功功率q和视在功率s之间的关系如下。

由此可见，电气设备的有功功率不仅随电压和电流的大小而变化，还随电压和电流的相位差而变化。当电路中的有功功率不变时，无功功率需求越大，视在功率越大。为了满足电气设备的需要，有必要增加变压器和线路的容量。这不仅增加了投资，还增加了设备和线路的损耗，浪费了电力。此外，随着无功需求的增加，变压器和线路的电压损耗增加，电能质量恶化。因此，必须提高功率因数以减少无功功率损耗。

2.提高功率因数的措施

1)提高自然功率因数

一般来说，在工矿企业的无功功率中，异步电动机占60%以上，电力变压器占20%左右。因此，电力系统的自然功率因数是滞后的，小于1。为了提高系统的功率因数，有必要尝试改善异步电动机和电力变压器的运行条件，以提高自然功率因数。提高自然功率因数的措施主要包括以下几点:

①异步电动机的合理选择。异步电动机在额定负载(功率)下的功率因数为0.85~0.9，而在空负载下的功率因数仅为0.2~0.3。空负载或轻负载下的效率也必须降低。因此，应根据负载特性和运行工况，合理选择异步电动机的容量，使其工作在高效率、高功率因数的范围内。

异步电机在工矿企业中应用广泛，人们总是希望电机在选择时有较大的余量，这在很多情况下导致了“大马拉大车”的现象。这是工业企业功率因数低的重要原因之一。对于负载不足的异步电机，可以用钳形电流表测量电流，或者通过绘制负载曲线来确定合适的电机容量，然后用小容量电机来代替。一般用小容量电机代替负载不足的大容量电机，功率因数可提高20%左右。一般当电机负载高于70%左右时，不需要更换。当电机负荷低于40%时，应在评估节能效果后合理更换。

②轻载电机降压运行。轻载电机降压运行可以降低其无功功率需求，从而提高供电系统的功率因数。当然，降压操作也会降低电机的输出扭矩，这一点必须充分考虑。一般来说，当电机负信息资源的负载系数低于0.45时。正常运行时将三角形连接的电机改为Y形连接更合理，这样功率因数和效率都会提高。

③电力变压器的合理运行。电力变压器不应在轻载下运行，因为变压器一次侧的功率因数不仅与负载的功率因数有关，还与负载率有关。变压器满负荷运行时，一次侧功率因数仅比二次侧低3% ~ 5%。变压器轻载运行时，当负载率小于0.6时，一次侧功率因数将显著下降，达到11%~18%。因此，当负荷率在0.6以上时，电力变压器装置更为经济，一般为75%~80%。为了充分利用设备，提高功率因数，电力变压器不在轻载下运行。当变压器负载率小于30%时，应更换容量较小的变压器。

④合理安排和调整工艺流程。合理安排调整工艺流程，改变电机设备运行状态，限制电焊机、机床电机空负荷运行，即采用空负荷自动延时断电装置。

⑤异步电机同步运行。对于负载率不大于0.7、最大负载小于90%的绕线式异步电动机，需要同步运行，即绕线式异步电动机启动时，转子三相绕组输入DC励磁，即产生转矩使异步电动机转入同步运行，其运行状态与同步电动机相似。在过度励磁的情况下，电机可以向电网输送无功功率，从而达到提高功率因数的目的。

2)提高功率因数的补偿方法

所谓补偿法，就是利用无功设备补偿停电所需的无功功率，提高功率因数。采用补偿方式，无疑需要在中增加补偿设备。因此，总体上应首先采用提高自然功率因数的方法，但当功率因数不能满足供电部门或设计规范要求时，应采用专用补偿设备进行补偿。补偿无功功率的常用方法包括:使用并联电容器、使用同步电机、使用同步摄像机等。