电气自动化毕业论文--提高功率因数的必要性及其....doc

山西师范大学毕业设计 提高功率因数的必要性及其方法 姓 名 院 系 工程学院机电系 专 业 电气自动化 班 级 机电0902 学 号 0930070120 指导教师 贾新发 答辩日期 二O一二年六月二号 成 绩 二○一二年五月  内容提要 根据功率因数的特性，论文描述了低功率因数产生的主要原因，励磁电流，感应电动机、气体放电灯和修理过的电动机的使用都可降低功率因数。阐述了功率因数与经济效益的关系。分析了提高功率因数对降低生产成本、改善设备的利用率，减少线路的压降和提高电力网的传输能力、增加经济效益的重大意义。研究和分析得出了提高自然功率因数的方法和提高功率因数的人工补偿方法，人工补偿方法可分为应用移相电容器、采用同步电动机和采用同步调相机三种方法,同时人工补偿装置又可分为同步补偿和静止补偿。 目 录 一 引言 1 1.1 研究背景 1 1.2 本课题的研究内容 1 二 低功率因数产生的主要原因 2 2.1 电力网络的功率因数 2 2.2低功率因数产生的主要原因 2 2.2.1 励磁电流的影响 2 2.2.2 感应电动机的使用 2 2.2.3 修理过的电动机的使用 3 三 提高功率因数的必要性及其方法 3 3.1 提高功率因数的必要性 3 3.1.1 能够减少投资、改善设备的利用率 3 3.1.2 可以减少线路压降、改善电压质量 4 3.1.3 能够提高电力网的传输能力、增加经济效益 4 3.2 提高功率因数的方法 4 3.2.1 提高自然功率因数的方法 5 3.2.2 提高功率因数的补偿方法 7 结论 10 参考文献 11 致谢 11 一 引言 1.1 研究背景 随着经济的日益发展, 电力需求不断提高, 伴随而来的突出问题是能源无效的巨大消耗, 资源利用率低下。电力系统是一庞大的系统, 其电能损耗的数值相当可观, 能源的合理配置是极需解决的问题。功率因数是决定发、供电系统经济效益的一个极为重要的因素, 它直接反映了系统中有功功率与无功功率的分配。对于发、供电系统来说, 对负荷不但要求有高的负荷率, 而且也要求有高的功率因数。 在供电系统中，绝大多数用电设备都具有电感的特性（诸如：感应电动机、电力变压器，电焊机等）。这些设备不仅需要从电力系统吸收有功功率，还要吸收无功功率以提供这些设备正常工作所需要的交变磁场。然而在输送有功功率一定的情况下，无功功率增大，就会降低供电系统的功率因数。因此，功率因数是衡量供电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标，而如何改善功率因数是要探讨的课题。 1.2 课题的研究内容 本论文首先分析了低功率因数产生的主要原因。在此基础上，着重研究和分析得出了提高自然功率因数的方法和提高功率因数的人工补偿方法，根据不同的情况应采取相应的措施。最后分析讨论了提高功率因数对电网系统的必要性，如提高功率因数可减少投资、改善设备的利用率，减少线路的压降和提高电力网的传输能力、增加经济效益等重大意义。提高功率因数对能源的有效利用和人类的可持续发展起到了促进作用。 二 低功率因数产生的主要原因 2.1 电力网络的功率因数 电力网络除了要负担用电负荷的有功功率，还要负担负荷的无功功率、 有功功率、无功功率和视在功率之间存在下述关系： （1） 与之比即: （2） 供给有功功率的消耗所占百分数。在电力网的运行中，电源供给负载的总功率中，由于存在着有功功率做功，无功功率不做功，在相同数值的视在功率的情况下，如果做功越多，表明有功功率占的比重就越大，能量利用率就越高。我们所希望的是功率因数越大越好，如能做到这一点，则电路中的视在功率将大部分用来供给有功功率，以减少无功功率的消耗。 2.2 低功率因数产生的主要原因 2.2.1 励磁电流的影响 磁通的交链、互感是变压器原边、副边传递功率的原理。空载变压器原边线圈在接通电源电压时，流入的电流是励磁电流也叫激磁电流，这个电流的大小与漏磁、线圈直流电阻成正比。如果忽略这两个因素，则，励磁电流为0。但是由于实际线圈电阻很小，漏磁也很小，但不为0，因此，稍大于，这个差值就造成了励磁电流不为0。 变压器都带有励磁电流，它对于感应电势来说，总是滞后的。在正常情况下，励磁电流不致影响功率因数，但当轻负荷运行时(如一个居民区的配电变压器在夜间主要供应照明负