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    [改善功率因数的意义] 提高功率因数意义有哪些

    时间：2020-03-20 07:27:37来源：百花范文网本文已影响人
    在煤矿企业中，由于使用大量的交流感应电动机和变压器，供电系统除了供给有功功率外，还需供给无功功率，无功功率的增加使矿山电网的负荷功率因数降低，功率因数降低对供电系统极为不利，在有功功率一定的条件下，功率因数降低必然使视在功率增大，这样就加大了电力系统的电能损耗和电压损失，这就要求增大设备容量和输配电线路导线截面，因而增大了供电系统的投资和运行费用，提高功率因数对企业的直接经济效益非常明显，对电力系统的运行有着非常意义。
    一、 影响功率因数的主要原因 在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S。功率因数的产生主要是在交流电中，电容两端的电压相位滞后于电流相位，产生相位差，而电力系统中大量存在的是感性设备，比如电动机等，感性设备的电压超前与电流，在线路上并联电容，电压和电流的相位角减小，从而达到提高功率因数的目的。
    在交流用电设备的工作过程中，除有功功率外，还要消耗无功功率，当有功功率一定时，减少无功功率，功率因数就会提高，因此，提高功率因数的实质，就是减少用电设备的无功功率需要量。
    1.异步电动机和电力变压器是耗用无功功率的主要设备。异步电动机所耗用无功功率包括两部分，一是空载时无功功率，二是一定负载下无功功率，要改善异步电动机的功率因数，必须防止电动机空载运行并尽可能的提高负载率。
    电力变压器运行中，变压器消耗无功功率的主要原因是它的空载运行，所以为改善企业电网的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载状态。
    2.由于线路的损耗与功率因数的平方成反比，在煤矿企业的供电线路中，其它因素一定的情况下，企业负载功率因数越低，供电线路的损耗越大，当电压和输送功率一定时，功率因数越低，通过网路的电流越大，该电流通过网路阻抗时产生的压降越大，因此，提高功率因数，可减少供电线路的电压损失，降低线路损耗。
    二、改善功率因数的方法
    1.自然补偿法 凡未装设人补偿装置设备的功率因数，称为自然功率因数，自然功率因数的高低，取决于负载性质。对电阻性负载，自然功率因数较高；
    对电感性负载，自然功率因数偏低。采用降低各自用电设备所需无功功率来补偿功率因数，有如下方法：
    ①合理选择电动机的型号，规格和容量，使其接近满载运行。
    ②消除严重欠载运行的电动机和变压器。
    ③提高维护检修质量，保证电机电磁特性合格，限制电气设备空载运行。
    2.人工补偿法
    ①并联电容器法 在交流电路中，由于电容两端的电压相位滞后于电流相位，而电力系统中大量存在的是感性设备，比如电动机等，感性设备的电压超前与电流，所以通过在线路上并联电容，使电压和电流的相位角减小，达到提高功率因数的目的。目前，煤矿企业中，地面变电所大多在6kv系统母线上装设静电电容器来对功率因数进行集中补偿。假设全矿补偿前功率因数为cosΦ1，补偿后的功率因数为cosΦ2，全矿的有功功率为P全矿 ，则所需电容器的容量QC为
    QC=P全矿（tgΦ1-tgΦ2）
    电容器一般接成三角形。
    ②同步电动机过激法 由于同步电动机消耗有功功率取决于电动机轴上所带机械负荷的大小，而消耗的无功功率取决于转子中励磁电流的大小，在欠激状态下，定子绕组从电网“吸取”感性无功功率，在过激状态下，定子绕组向电网“送出”容性无功功率。所以调整同步电动机的励磁电流，使其处于过激状态，可以使同步电动机向电网“送出”无功功率，从而提高全矿供电系统的功率因数。比如，矿主通风机、空压机等不常启动的大型设备，采用同步电机拖动，就是这个道理。同步电动机的补偿能力，常用该电动机的输出无功功率与其额定容量的比值表示。
    三、提高功率因数的意义 提高功率因数，可提高设备的利用率，对供电设备来讲，同样的有功功率，功率因数提高，负荷电流减小，向负荷传送功率所经过的变压器、开关、导线等配电设备都增加了功率储备，满足负荷增长需要，如果系统已过载，由于功率因数提高，输出无功电流减小，使系统不会过载运行，从而发挥原有设备的潜力，对刚刚准备投入的设备，提高功率因数，可减少企业投资，合理选择设备容量，因为提高功率因数，可使用电设备的有功损耗降低20%--45%，可在不增加设备的情况下，提高设备容量。
    四、结论 总之，提高电力系统的功率因数，可有效的利用现有设备，降低电力系统的电能损耗和电压损失，在不增大设备容量的情况下，仍可满足负载增大后的供电要求，提高了供电质量，降低了煤炭吨煤成本，为企业节约了资金，创造更大的经济利益。


                  山西焦煤西山煤电集团公司西曲矿  王燕云

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