什么是功率因数 Unknown 2010/07/01

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KVA/KW/KVAR三者关系

也就是因为这个电感性的存在,造成了系统里的一个KVAR值,三者之间是一个三角函数的关系:KVA^2=KW^2+KVAR^2。
简单来讲,在上面的公式中,如果KVAR的值为零的话,KVA就会与KW相等,那么供电局发出来的1KVA的电就等于用户1KW的消耗,此时成本效益最高,所以功率因数是供电局非常在意的一个系数。用户如果没有达到理想的功率因数,相对地就是在消耗供电局的资源,所以这也是为什么功率因数是一个法规的限制。目前就国内而言功率因数规定是必须介于电感性的0.9~1之间,低于0.9时需要接受处罚。

改善功率因数的好处

供电局为了提高他们的成本效益要求用户提高功率因数,那提高功率因数对我们用户端有什么好处呢?

① 通过改善功率因数,减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件,如变压器、电器设备、导线等的容量,因此不但减少了投资费用,而且降低了本身电能的损耗。

② 藉由良好功因值的确保,从而减少供电系统中的电压损失,可以使负载电压更稳定,改善电能的质量。

③ 可以增加系统的裕度,挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低,那么在既有设备容量不变的情况下,装设电容器后,可以提高功率因数,增加负载的容量。举例而言,将1000KVA变压器之功率因数从0.8提高到0.98时:
补偿前:1000×0.8=800KW
补偿后:1000×0.98=980KW
同样一台1000KVA的变压器,功率因数改变后,它就可以多承担180KW的负载。

④ 减少了用户的电费支出;透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠。

此外,有些电力电子设备如整流器、变频器、开关电源等;可饱和设备如变压器、电动机、发电机等;电弧设备及电光源设备如电弧炉、日光灯等,这些设备均是主要的谐波源,运行时将产生大量的谐波。谐波对发动机、变压器、电动机、电容器等所有连接于电网的电器设备都有大小不等的危害,主要表现为产生谐波附加损耗,使得设备过载过热以及谐波过电压加速设备的绝缘老化等。

并联到线路上进行无功补偿的电容器对谐波会有放大作用,使得系统电压及电流的畸变更加严重。另外,谐波电流叠加在电容器的基波电流上,会使电容器的电流有效值增加,造成温度升高,减少电容器的使用寿命。谐波电流使变压器的铜损耗增加,引起局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热等。谐波污染也会增加电缆等输电线路的损耗。而且谐波污染对通讯质量有影响。当电流谐波分量较高时,可能会引起继电保护的过电压保护、过电流保护的误动作。

因此,如果系统量测出谐波含量过高时,除了电容器端需要串联适宜的调谐(detuned)电抗外,并需针对负载特性专案研讨加装谐波改善装置。

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