电工基础课程教学教案——第五章 正弦稳态电路12.doc

第十四节 功率因数的提高 学习目标：1.了解提高功率因数的意义。 2．掌握提高功率因数的方法。 3．了解电容量的计算方法。 重点难点：电容量的计算。 功率因数的提高1．提高电源设备的利用率。 当电源容量一定时，功率因数越高，其输出的功率越大。因此为了充分利用电源设备的容量，应该设法提高负载网络的功率因数。 2．降低线路损耗。 当负载的有功功率 P 和电压 U 一定时， 越大，输电线上的电流越小，线路上能耗就越少（ ）。 3．提高供电质量。 线路损耗减少，可以使负载电压与电源电压更接近，电压调整率更高。 4．节约用铜。 在线路损耗一定时，提高功率因数可以使输电线上的电流减小，从而可以减小导线的截面， 节约铜材。 二、提高功率因数的方法 功率因数不高的原因，主要是由于大量感性负载的存在。工厂中广泛使用的三相异步电动机就相当于感性负载。为了提高功率因数，可以从两个方面来着手：一方面是改进用电设备的功率因数，但这主要涉及更换或改进设备；另一方面是在感性负载的两端并联适当大小的电容器，原理如下： 设原负载为感性负载，其功率因数为 ，电流为 ，在其两端并联电容器 ，电路如图-27 所示，并联电容以后，并不影响原负载的工作状态。从相量图可知由于电容电流补偿了负载中的无功电流。使总电流减小，电路的总功率因数提高了。 图 -27 三、电容量的计算 设有一感性负载的端电压为，功率为 ，功率因数 ，为了使功率因数提高到 ， 可推导所需并联电容 的计算公式： 流过电容的电流 所以 例 -21: 两个负载并联 , 接到 220V 、 50Hz 的电源上。一个负载的功率 =2.8kW ，功率因数cos=0.8( 感性 ) ， 另一个负载的功率 =2.42kW ，功率因数 cos =0.5( 感性 ) 。 试求 :(1) 电路的总电流和总功率因数； (2) 电路消耗的总功率； (3) 要使电路的功率因数提高到 0.92 ，需并联多大的电容？此时，电路的总电流为多少？ 解： (1) ，cos=0.8 =3.69° ， cos =0.5 =60 ° 设电源电压 =220 /0 ° V ， 则 =15.9 /-36.9 ° A ， =22 /-60 ° A = + =15.9 /-36.9 ° +22 /-60 ° =37.1 /-50.3 ° A = 37.1A ， =50.3 ° cos =0.64 （2） =2.8+2.42=5.22 kW （3） 2 ， cos =0.64 =50.3 ° =0.00034(1.2-0.426 )= 263 F 2