第8讲功率因数和提高.ppt

　功率因数的提高 2、将电容与负载并联 这是实际应用中的主要方法。 小结:提高功率因数具有很重要的意义。提高功率因数常用的方法是并联电容。并联电容选取公式： 作业：见参考书1，P217，NO10-18 * 制作：浙江广厦建设职业技术学院 信息与控制工程学院  在直流电路中，功率仅与电流和电压的乘积有关； 上式中的cos ?是电路中的功率因数。其大小决定于电路（负载）的参数。对纯电阻负载功率因数为1。对其他负载来说，其功率因数均介于0和1之间。 一 、提高功率因数的意义 在交流电路中，功率不仅与电流和电压的乘积有关，而且还与电压与电流之间的相位差?有关； P=UI P=UIcos? 即： 即： 当电压与电流之间的相位差不为0时，即功率因数不等于1时，电路与电源之间就会发生能量互换，出现无功功率 Q=UIsin?。这样就引起了下面两个问题： 1、发电设备的容量不能充分利用 2、增加线路和发电机绕组的功率损耗 当发电机的电压Ｕ和输出的功率Ｐ一定时，电流Ｉ与功率因数成反比，而线路和发电机绕组上的功率损耗△P则与功率因数的平方成反比，即： j 2 2 2 2 cos 1 ? ? ? ? è ? = = r U P r I （ｒ是发电机绕组 和线路的电阻） 功率因数的提高，能使发电设备的容量得到充分利用，同时也能使电能得到大量节约。 △P 二、功率因数提高的方法 提高功率因数需减少电源与负载之间的能量互换。 对于电感性负载，常要接入电容，其方法有二： １、将电容与负载串联 　 该方法能有效地提高功率因数，但是电容的接入破坏了电路中原有负载的工作状态，使原有负载不能正常工作。为此，该方法虽说能提高功率因数，但实际当中不能用。 感性负载并联电容提高功率因素原理图 原理图 相量图 根据试验结果讨论下列问题： （1）并联电容后，IL改变了吗？变大还是变小了？ 为什么？ （2）并联电容后，通过计算P改变了吗？变大还是 变小了？为什么？ （3）并联电容后，I改变了吗？变大还是变小了？ 为什么？ （4）并联电容后，Q改变了吗？为什么？ （5）C能否串联在电路中？ （6）能否提高到1？ 结论： （1）未并电容前后，IL始终不变。因为U、R、XL均没有变化。 （2）由于IL始终不变，根据有功公式P=I2R，得：在并联电容 前后，有功功率P没有变化。 （3）总电流I下降，而 ，所以 升高。 （4） U不变，I和降低，故无功功率Q降低，电路中能量互换 的规模降低，提高了电源设备的利用率。 （5）不能利用串联电路的方法提高功率因数，否则电阻两端 电压会降低，改变原工作状态。 （6）功率因数不能提高到1。当=1时，会发生并联谐振，这 在电力设备中不容许的。 并联电容的选取： 由于未并入电容时，电路的无功功率为: 而并入电容后，电路的无功功率为: 因而电容需要补偿的无功功率为： 又因： 故 这就是所需并联电容器的电容量。式中P是负载所吸收的功率，U是负载的端电压，φ1和φ2分别是补偿前和补偿后的功率因数角。 例题： 某电源 。试求： 该电源的额定电流。 该电源若供给 、40W的日光灯，最多可点多少盏？此时线路的电流是多少？ 若将电路的功率因数提高到 ，此时线路的电流是多少？需并联多大电容？ 解：（1）额定电流为 （2）设日光灯的盏数为n，即 ，则 , 此时线路电流为额定电流，即 。 （3）因电路总的有功功率， ,故此时线路中的电流为 随着功率因数由0.5提高到0.9，线路电流由91A下降到50.5A，因而电源仍有潜力供电给其他负载。因 ， ， ； ， ， 。于是所需电容器的电容量为