提高功率因数15分钟课件
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电路实验-功率因数提高
220V 交流
实验电路
220V 数字交流 电压表 多功能表
0.32A 数字交流 电流表
按图连接电路，注意电流插棒的使用 可用HE-17白炽灯线路的电流插孔 也可用实验台配备的电流插口 启辉器也可用按钮替代
五 注意事项
1.电流插棒的用法 电流插口在实验台上，测量时插入电流插 棒，从电流表读数。电流插口有三个，左 右端子之间可插入电流插棒。
四 实验内容和电路
1。启辉条件下电路参数 缓慢调节调压器，电源电压逐渐升高，刚刚点亮日光灯管的电压就 是启辉电压。点亮日光灯后，从多功能表读取电路参数。
2。额定电压下电路参数 电源电压稳定在220V. 从多功能表读取电路参数。
3。并联电容器电路参数 调压器回零，并联某电容器，然后调节到220V,读取数据。调压器回 零，并联下一个电容器。
二 实验原理——功率因数提高
2。功率因数的提高 功率因数较低意味着视在功率中无功功率成份
较大，负载呈现感性或容性，电源最大输出较大， 线路损失较多。提高功率因数的方法就是无功补偿。
对于感性负载，并联电容器能够提高功率
因数；而对于容性负载，串联电抗器，也可显著提 高功率因数。
当功率因数接近1时，达到最佳效果，电路基 本呈现纯阻性。当补偿过大时，负载特性发生根本 性变化，我们称之为过补偿。
二 实验原理——日光灯
3。日光灯电路
启辉器 灯管
镇流器
补偿电容器 220V
日光灯因为 镇流器的存 在而成为感 性负载，并 联适当电容 器可提高功
率因数。
工作原理：初始状态启辉器接通，电路中电流从零突变到某数值， 这时镇流器（大电感）产生自感应电压（方向相反），下半个周 期，电压叠加，最大值达到大约600V，加到日光灯管两端，使日 光灯管内气体放电导通。同时启辉器，内部触点（不同温度系数 的双金属片）发热，一定时间后自动断开，使日光灯管维持导通 状态。
《功率因数的提高》课件
装置等。
实施效果：经 过实施功率因 数提高方案， 该工厂的能源 消耗量大幅降 低，运营成本 也得到了有效
控制。
案例二：某小区的电力系统的功率因数提高
案例背景：某小区的电力系统存在功率因数低的问 题，影响了电力系统的效率和稳定性。
单击此处输入你的智能图形项正文，请尽量言简意赅的阐述观 点，以便观者可以准确理解您所传达的信息。
解决方案：采用无功补偿装置，提高电力系统的功 率因数。
单击此处输入你的智能图形项正文，请尽量言简意赅的阐述观 点，以便观者可以准确理解您所传达的信息。
实施过程：对小区的电力系统进行改造，安装无功 补偿装置，并进行调试和运行。
单击此处输入你的智能图形项正文，请尽量言简意赅的阐述观 点，以便观者可以准确理解您所传达的信息。
采用无功补偿装 置
提高设备负载率
合理选择电动机：根据实际需要选择合适的电动机，避免过大或过小 提高设备的运行效率：对设备进行定期维护和保养，确保设备正常运行 调整负载：根据实际情况调整负载，避免空载或过载运行 采用无功补偿装置：通过无功补偿装置提高功率因数，降低无功损耗
无功补偿装置的应 用
并联电容器补偿
串联电容器补偿 的原理
串联电容器补偿 的优点
串联电容器补偿 的应用场景
串联电容器补偿 的注意事项
混合补偿方式
定义：将并联电容器和串联电抗器同时使用，以实现无功补偿的方式 优点：可以根据负载的感性或容性无功功率进行补偿，提高功率因数 应用场景：适用于负载变化较大、谐波干扰较严重的场合
注意事项：需要合理选择电容器和电抗器的参数，以避免谐振和过补偿现象的发生
功率因数。
功率因数与电路 效率的关系：功 率因数越高，电 路的效率就越高， 电能利用率也就
实施效果：经 过实施功率因 数提高方案， 该工厂的能源 消耗量大幅降 低，运营成本 也得到了有效
控制。
案例二：某小区的电力系统的功率因数提高
案例背景：某小区的电力系统存在功率因数低的问 题，影响了电力系统的效率和稳定性。
单击此处输入你的智能图形项正文，请尽量言简意赅的阐述观 点，以便观者可以准确理解您所传达的信息。
解决方案：采用无功补偿装置，提高电力系统的功 率因数。
单击此处输入你的智能图形项正文，请尽量言简意赅的阐述观 点，以便观者可以准确理解您所传达的信息。
实施过程：对小区的电力系统进行改造，安装无功 补偿装置，并进行调试和运行。
单击此处输入你的智能图形项正文，请尽量言简意赅的阐述观 点，以便观者可以准确理解您所传达的信息。
采用无功补偿装 置
提高设备负载率
合理选择电动机：根据实际需要选择合适的电动机，避免过大或过小 提高设备的运行效率：对设备进行定期维护和保养，确保设备正常运行 调整负载：根据实际情况调整负载，避免空载或过载运行 采用无功补偿装置：通过无功补偿装置提高功率因数，降低无功损耗
无功补偿装置的应 用
并联电容器补偿
串联电容器补偿 的原理
串联电容器补偿 的优点
串联电容器补偿 的应用场景
串联电容器补偿 的注意事项
混合补偿方式
定义：将并联电容器和串联电抗器同时使用，以实现无功补偿的方式 优点：可以根据负载的感性或容性无功功率进行补偿，提高功率因数 应用场景：适用于负载变化较大、谐波干扰较严重的场合
注意事项：需要合理选择电容器和电抗器的参数，以避免谐振和过补偿现象的发生
功率因数。
功率因数与电路 效率的关系：功 率因数越高，电 路的效率就越高， 电能利用率也就
《电工技术》课件 提高功率因数的意义和方法
路的电压降和功率损失越大。为了减小电能损耗，改善供电系统质量，需提高 cos
I P
U cos
二、提高功率因数的方法
1.方法:在感性负载上并联适当的电容器 用电设备的大多数都是异步电动机，它的等效电路相当于电阻、电感串联。可以用电容与之并联以提
高功率因数。
2.分析
并联电容前：总电流就是负载RL中的电流 ，功
cosL 0.6
tanL 1.33
将已知条件代求 t得an
tan 0.95
cos 0.72
功率因数的提高及有功功率的测量（1）
提高功率因数的意义和方法
一、提高功率因数的意义
1.提高电源设备的利用率
可以为同等容量供电系统的用户提供更多的有功功率，提高供电能力。
当电源 SN U一N定IN时，供给负载的有功功率
与功PN率 因SN数cos有关。
cos
2. 减小输电线路上的能量损耗 在一定的电压下、向负载输送一定的有功功率时，负载的功率因数越低，线路电流越大，造成输电线
I P U cos
IC
U XC
U 1
UC
C
UC
U
P cos L
sin L
U
P cos
sin
U
C
P U
tan
L
tan
C
P U
2
tan L
tan
三、习题讲解
例题 已知单相交流电动机的功率为10kW，电压U为220V，功率因数 为0.6，接2在电压为 220V的工频 交流电路中。若在电动机两端并联250μF的电容，试求电路功率因数能提高到多少？ 解：本题是由已知电容值，计算电路的功率因数，直接根据推导公式进行计算，比较简单。
I P
U cos
二、提高功率因数的方法
1.方法:在感性负载上并联适当的电容器 用电设备的大多数都是异步电动机，它的等效电路相当于电阻、电感串联。可以用电容与之并联以提
高功率因数。
2.分析
并联电容前：总电流就是负载RL中的电流 ，功
cosL 0.6
tanL 1.33
将已知条件代求 t得an
tan 0.95
cos 0.72
功率因数的提高及有功功率的测量（1）
提高功率因数的意义和方法
一、提高功率因数的意义
1.提高电源设备的利用率
可以为同等容量供电系统的用户提供更多的有功功率，提高供电能力。
当电源 SN U一N定IN时，供给负载的有功功率
与功PN率 因SN数cos有关。
cos
2. 减小输电线路上的能量损耗 在一定的电压下、向负载输送一定的有功功率时，负载的功率因数越低，线路电流越大，造成输电线
I P U cos
IC
U XC
U 1
UC
C
UC
U
P cos L
sin L
U
P cos
sin
U
C
P U
tan
L
tan
C
P U
2
tan L
tan
三、习题讲解
例题 已知单相交流电动机的功率为10kW，电压U为220V，功率因数 为0.6，接2在电压为 220V的工频 交流电路中。若在电动机两端并联250μF的电容，试求电路功率因数能提高到多少？ 解：本题是由已知电容值，计算电路的功率因数，直接根据推导公式进行计算，比较简单。
《功率因数的提高》课件
减少电压损失
功率因数的改善可以减小线路中的电压损失，保证用户端获得更加稳定的电压 。
减少电能损失
降低变压器和线路的温升
功率因数的提高可以减小变压器和线路的电流，从而降低其温升，延长设备的使 用寿命。
减少电机启动电流
在工业生产中，功率因数的提高可以减小电机的启动电流，降低对电网的冲击， 延长电机的使用寿命。
企业用电的功率因数提高
总结词
企业需要采取系统性的 措施来提高功率因数， 以降低能耗和运营成本
。
优化设备布局
合理布置电机、变压器 等设备，减少无功损耗
。
选用高效设备
采用具有高功率因数的 电机、变压器等设备。
实施无功补偿
通过安装无功补偿装置 ，提高企业整体功率因
数。
公共设施用电的功率因数提高
01
02
03
04
总结词
公共设施需要关注功率因数的 提高，以确保供电质量和降低
能源消耗。
强化设备维护
定期检查和维护公共设施中的 电气设备。
实施节能改造
对老旧设备进行节能改造，提 高其运行效率。
推广节能技术
采用先进的节能技术和设备， 如LED照明等。
THANK YOU
感谢聆听
05
实际应用案例
家庭用电的功率因数提高
01
02
03
04
总结词
通过简单措施，家庭可以有效 地提高功率因数，降低能源消 耗和电费。
使用高效家电
购买能效标识较高的家电，如 节能灯泡、高效空调等。
合理安排家电使用时间
避免在高峰时段使用大功率家 电，如电饭煲、洗衣机等。
定期维护家电
清洁和维护家电设备，确保其 高效运行。
功率因数的改善可以减小线路中的电压损失，保证用户端获得更加稳定的电压 。
减少电能损失
降低变压器和线路的温升
功率因数的提高可以减小变压器和线路的电流，从而降低其温升，延长设备的使 用寿命。
减少电机启动电流
在工业生产中，功率因数的提高可以减小电机的启动电流，降低对电网的冲击， 延长电机的使用寿命。
企业用电的功率因数提高
总结词
企业需要采取系统性的 措施来提高功率因数， 以降低能耗和运营成本
。
优化设备布局
合理布置电机、变压器 等设备，减少无功损耗
。
选用高效设备
采用具有高功率因数的 电机、变压器等设备。
实施无功补偿
通过安装无功补偿装置 ，提高企业整体功率因
数。
公共设施用电的功率因数提高
01
02
03
04
总结词
公共设施需要关注功率因数的 提高，以确保供电质量和降低
能源消耗。
强化设备维护
定期检查和维护公共设施中的 电气设备。
实施节能改造
对老旧设备进行节能改造，提 高其运行效率。
推广节能技术
采用先进的节能技术和设备， 如LED照明等。
THANK YOU
感谢聆听
05
实际应用案例
家庭用电的功率因数提高
01
02
03
04
总结词
通过简单措施，家庭可以有效 地提高功率因数，降低能源消 耗和电费。
使用高效家电
购买能效标识较高的家电，如 节能灯泡、高效空调等。
合理安排家电使用时间
避免在高峰时段使用大功率家 电，如电饭煲、洗衣机等。
定期维护家电
清洁和维护家电设备，确保其 高效运行。
功率因数提高 ppt课件
今日作业
3-18 3-28 3-29
3.6-3.10 正弦稳态电路的功率
五、功率因数（Power Factor）的提高
问题的提出：日常生活中绝大部分负载为感性
I&
+
R
U&
L
-
+ U&R +
U-&L
其消耗的有功功率为：
P = PR = UIcos
3.6-3.10 正弦稳态电路的功率
I&
+
+ R U&R
并联电容值的计算
设原电路的功率因数为 cosL，要求补偿到 cos 须并联多大电容？（设 U、P 、ω为已知）
I&
I&C
+
+ R U&R
U&
+
C
L
U&L
-
-
U
L I
IC
IRL
3.6-3.10 正弦稳态电路的功率
分析依据：补偿前后 P、U 不变。
由相量图可知： IC I RL sin L I sin
cos 0.2 ~ 0.3 cos 0.7 ~ 0.9 cos 0.5 ~ 0.6
3.6-3.10 正弦稳态电路的功率
提高功率因数的原则：
必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电 压和负载的有功功率不变。
提高功率因数的措施: i
并电容
R uR
C
u
L uL
3.6-3.10 正弦稳态电路的功率
U&
-+
-
L U&L
-
其消耗的有功功率为：
3-18 3-28 3-29
3.6-3.10 正弦稳态电路的功率
五、功率因数（Power Factor）的提高
问题的提出：日常生活中绝大部分负载为感性
I&
+
R
U&
L
-
+ U&R +
U-&L
其消耗的有功功率为：
P = PR = UIcos
3.6-3.10 正弦稳态电路的功率
I&
+
+ R U&R
并联电容值的计算
设原电路的功率因数为 cosL，要求补偿到 cos 须并联多大电容？（设 U、P 、ω为已知）
I&
I&C
+
+ R U&R
U&
+
C
L
U&L
-
-
U
L I
IC
IRL
3.6-3.10 正弦稳态电路的功率
分析依据：补偿前后 P、U 不变。
由相量图可知： IC I RL sin L I sin
cos 0.2 ~ 0.3 cos 0.7 ~ 0.9 cos 0.5 ~ 0.6
3.6-3.10 正弦稳态电路的功率
提高功率因数的原则：
必须保证原负载的工作状态不变。即：加至负载上的电 压和负载的有功功率不变。
提高功率因数的措施: i
并电容
R uR
C
u
L uL
3.6-3.10 正弦稳态电路的功率
U&
-+
-
L U&L
-
其消耗的有功功率为：
《功率因数的提高》PPT课件
当负载为感性电路，且若cos =0.5时； P=0.5S=500瓦
可见，S一定时，cos ↓，P ↓，电源能带的负载将减少，
或者说，P一定时， cos低，电源负担将加重。
例如：给cos =0.5的交流电路提供P=500瓦的功率， 电源必须输出1000VA的视在功率。
可见，cos低，电源负担加重，造成资源浪费， 为避免资源浪费，国家规定用电单位的cos=0.9~0.95
3.5 功率因数的提高
一、功率因数
1、对于RL串联电路 若已知 i=Imsinωt 相量图为： 电路的平均功率：
+
U
UL I
U
UR
-
P= UR ·IR= Ucos ·I =U I cos
2、对于RC串联电路 若已知 i=Imsinωt 相量图为：
UR I
+
U
U
UC
-
i R L
i R C
电路的平均功率： P= UR ·IR= Ucos ·I =U I cos
2、基本要点 1）<L ，∴cos > cosL
IC
2）I<IL，总电流减小，输电线ຫໍສະໝຸດ 的能量损耗减少，IR L
U
但负载所需的电流IL仍然不变，
负载照样正常工作
I
3）功率因数cos 是总电路对电源的表现，
IC IL IL
原负载的功率因数仍为cosL，没有变。 4）功率因数提高的实质，是 IC 抵消了一部分IL的无功分量，
3、对于RLC串联电路 若已知 i=Imsinωt 相量图简化：
U
UX I
UR
i
+
R
U
L
-
C
电力调度QC成果-提高kV母线功率因数课件 (一)
电力调度QC成果-提高kV母线功率因数课件(一)随着电力行业的不断发展，电力调度也逐渐进入人们的视线。
电力调度主要是以保证电力系统运行安全、稳定、经济为目的，其中功率因数的提高也是其中的重要内容之一。
因此，本文将重点介绍电力调度QC成果-提高kV母线功率因数课件。
首先，需要明确什么是功率因数。
功率因数是指有功功率与视在功率之比，体现了电路的纯粹性。
在电路中，如果存在大量的感性元件，就会导致电路的功率因数较低，给电力系统带来很大的负担。
提高功率因数可以降低线路负载，提高电力系统运行效率。
其次，kV母线功率因数的提高也是电力调度的重要任务之一。
kV母线是电力系统的核心组成部分，其功率因数直接影响电力系统的稳定性和能耗情况。
为了提高kV母线功率因数，电力调度QC成果-提高kV 母线功率因数课件应运而生。
在课件中，主要介绍了两个方面：一是提高kV母线功率因数的原理，二是提高kV母线功率因数的方法。
关于提高kV母线功率因数的原理，主要是通过调整电路中的电容和电感元件，来改变电路的感性与容性，从而提高功率因数；或通过添加补偿电容、电感等元件，来补偿电路中的缺陷，以达到提高功率因数的效果。
而针对提高kV母线功率因数的方法，则主要包括三种：一是通过提高负载功率，来增加电路中的有功功率，从而提高功率因数；二是通过调整电容与电感元件的参数，改变电路的谐振频率，以抵消电路的感性与容性，以达到提高功率因数的效果；三是通过安装STATCOM装置等高级电力电子设备，针对电网中的母线电压变化，实时调节电容与电感电压，以提高功率因数。
通过电力调度QC成果-提高kV母线功率因数课件的学习，我们不仅能够了解功率因数的重要意义，更能够掌握提高kV母线功率因数的原理与方法，为电力系统的运行稳定、安全、经济提供有力的保障。
功率因数市公开课一等奖省赛课微课金奖PPT课件
I1
第8页
2、在感性负载上并联电容器提升功率因数
以电压为参考正弦量 u 2U sin t
i
I2
感性负载
u
i1
i2 C2
1
U
I
1、分别画出u、i1，i2矢量
2、 i=i1 +i2，作矢量图；画出总电流矢量
I1
依据矢量图可知，1 所以， cos cos1
功率因数得以提升。
第9页
例3：一感性电路接于电压U=10V交流电源，已知电源 角频率ω=200rad/s，电路有功功率P=30W，电流I1=6A， 为提升功率因数在感性电路上并联一个电容器后总电
数为多少？
（3） IC多大？需并联多大电容？
（1） IL 4 A cos1 0.6
（2）
P
I
2 L
R
42
30
480W
i
A
R
iL
iC
L
C
S P 480 600VA
cos 0.8
I S 600 3A U 200
第14页
补充1：在图所表示电路中，已知电源电压U=200V，角频率
ω=250rad/s，R=30Ω，XL=40Ω。求：（1）并联电容器前电 流表A读数和电路功率因数；
1、提升用电设备本身功率因数
降低用电设备无功功率，适当选择变压器与 用电设备，降低轻载运行。
2、在感性负载上并联电容器提升功率因数
例：日光灯电路。
i
u
i1
i2 C2
感性负载
第7页
2、在感性负载上并联电容器提升功率因数
以电压为参考正弦量 u 2U sin t
i
I2
感性负载
第8页
2、在感性负载上并联电容器提升功率因数
以电压为参考正弦量 u 2U sin t
i
I2
感性负载
u
i1
i2 C2
1
U
I
1、分别画出u、i1，i2矢量
2、 i=i1 +i2，作矢量图；画出总电流矢量
I1
依据矢量图可知，1 所以， cos cos1
功率因数得以提升。
第9页
例3：一感性电路接于电压U=10V交流电源，已知电源 角频率ω=200rad/s，电路有功功率P=30W，电流I1=6A， 为提升功率因数在感性电路上并联一个电容器后总电
数为多少？
（3） IC多大？需并联多大电容？
（1） IL 4 A cos1 0.6
（2）
P
I
2 L
R
42
30
480W
i
A
R
iL
iC
L
C
S P 480 600VA
cos 0.8
I S 600 3A U 200
第14页
补充1：在图所表示电路中，已知电源电压U=200V，角频率
ω=250rad/s，R=30Ω，XL=40Ω。求：（1）并联电容器前电 流表A读数和电路功率因数；
1、提升用电设备本身功率因数
降低用电设备无功功率，适当选择变压器与 用电设备，降低轻载运行。
2、在感性负载上并联电容器提升功率因数
例：日光灯电路。
i
u
i1
i2 C2
感性负载
第7页
2、在感性负载上并联电容器提升功率因数
以电压为参考正弦量 u 2U sin t
i
I2
感性负载
谐振与功率因数提高课件
总结词
工业设备中的谐振和功率因数问题，以及相应的解决措施。
在工业设备中，由于电动机、变频器等元件的非线性特性，可能会导致设备发生谐振现象，影响设备的稳定性和可靠性。同时，为了降低能耗和提高生产效率，工业设备的功率因数也需要得到提高。为了解决这些问题，需要加强设备维护、采用高效节能技术等措施。
总结词
总结词
阐述谐振现象产生的物理机制。
详细描述
当外部激励源的频率与系统的固有频率相同时，系统将产生共振。在电气系统中，当电源的频率与电路的某个部分（如电感或电容）的固有频率相匹配时，就会发生谐振。此时，电流或电压的幅度会急剧增加，导致系统出现异常。
列举谐振现象在实践中的一些应用。
总结词
虽然谐振有时会导致系统故障，但也可以利用谐振现象来解决一些问题。例如，在无线通信中，可以利用谐振原理来放大特定频率的信号；在某些类型的传感器中，谐振器用于检测微小的变化；在物理学实验中，谐振用于研究物质的性质。
VS
家电产品中的谐振和功率因数问题，以及相应的解决措施。
详细描述
在家电产品中，由于电机、加热器等元件的非线性特性，可能会导致产品发生谐振现象，影响产品的性能和寿命。同时，为了节能减排和提高能源利用效率，家电产品的功率因数也需要得到提高。为了解决这些问题，需要优化产品设计、采用先进的控制技术等措施。
在谐振状态下，电路中的电流和电压波形发生畸变，导致无功功率的增加，从而降低了功率因数。
01
02
通过改变电路的阻抗特性，使电路呈现阻性，从而减小无功功率的消耗，提高功率因数。
通过在电路中加入适当的元件，如电感或电容，调整电路的参数，使电流和电压的相位差减小，从而实现功率因数的提高。
在电力系统中，通过合理配置无功补偿装置，如并联电容器或静止无功补偿器等，可以消除谐振，提高功率因数。
工业设备中的谐振和功率因数问题，以及相应的解决措施。
在工业设备中，由于电动机、变频器等元件的非线性特性，可能会导致设备发生谐振现象，影响设备的稳定性和可靠性。同时，为了降低能耗和提高生产效率，工业设备的功率因数也需要得到提高。为了解决这些问题，需要加强设备维护、采用高效节能技术等措施。
总结词
总结词
阐述谐振现象产生的物理机制。
详细描述
当外部激励源的频率与系统的固有频率相同时，系统将产生共振。在电气系统中，当电源的频率与电路的某个部分（如电感或电容）的固有频率相匹配时，就会发生谐振。此时，电流或电压的幅度会急剧增加，导致系统出现异常。
列举谐振现象在实践中的一些应用。
总结词
虽然谐振有时会导致系统故障，但也可以利用谐振现象来解决一些问题。例如，在无线通信中，可以利用谐振原理来放大特定频率的信号；在某些类型的传感器中，谐振器用于检测微小的变化；在物理学实验中，谐振用于研究物质的性质。
VS
家电产品中的谐振和功率因数问题，以及相应的解决措施。
详细描述
在家电产品中，由于电机、加热器等元件的非线性特性，可能会导致产品发生谐振现象，影响产品的性能和寿命。同时，为了节能减排和提高能源利用效率，家电产品的功率因数也需要得到提高。为了解决这些问题，需要优化产品设计、采用先进的控制技术等措施。
在谐振状态下，电路中的电流和电压波形发生畸变，导致无功功率的增加，从而降低了功率因数。
01
02
通过改变电路的阻抗特性，使电路呈现阻性，从而减小无功功率的消耗，提高功率因数。
通过在电路中加入适当的元件，如电感或电容，调整电路的参数，使电流和电压的相位差减小，从而实现功率因数的提高。
在电力系统中，通过合理配置无功补偿装置，如并联电容器或静止无功补偿器等，可以消除谐振，提高功率因数。
提高功率因数15分钟课件
但由于该厂用电量较大每月约4000万千瓦时如将功率因数提高到095可按电费075的费率进行奖励初步估算每月可返还电费约20万元再加上由于无功减少而使得系统有功损耗减少的费用经济效益十分可提高功率因数有哪些措施1
提高功率因数
课程目标
提高功率因数的意义 提高功率因数的措施
功率因数
在交流电路中，电压与电流之间的相位差(φ)的
提高功率因数有哪些措施
提高功率因数的措施
1.合理选用用电 设备及其运行方 式。
调整负荷，提高 合理选择变压 设备的利用率，减 器或电动机容量，
少空载、轻载运行 减少无功消耗，
的设备； 防止“大马拉小 车”。
提高功率因数的措施
2.采用电力电容
可用电容器的无 功功率来补偿感性 负载的无功功率， 从而减少甚至消除 感性负载与电源之 间原有的能量交换。
器补尝无功，即：
在感性负载两端 并联电容器。
并联电容器提高功率因数 以电压为参考正弦量
u
i1
感 性 负 载
1
U
I1
并联电容器提高功率因数
以电压为参考正弦量
i i1
感ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性 负 载
I2
u
i2
C
1
U
I1
I2 i
u
i1
感 性 负 载
i2
C
1
I
U
根据相量图可知
1
I1
cos 所以，
cos 1
功率因数得以提高。
课程小结
1.提高功率因数的意义是： （1）充分利用电源设备的容量。 （2）减小输电线路上的功率损耗。 2.提高功率因数的措施有： （1）合理选用用电设备及其运行方式。 （2）采用电力电容器补偿无功。
提高功率因数
课程目标
提高功率因数的意义 提高功率因数的措施
功率因数
在交流电路中，电压与电流之间的相位差(φ)的
提高功率因数有哪些措施
提高功率因数的措施
1.合理选用用电 设备及其运行方 式。
调整负荷，提高 合理选择变压 设备的利用率，减 器或电动机容量，
少空载、轻载运行 减少无功消耗，
的设备； 防止“大马拉小 车”。
提高功率因数的措施
2.采用电力电容
可用电容器的无 功功率来补偿感性 负载的无功功率， 从而减少甚至消除 感性负载与电源之 间原有的能量交换。
器补尝无功，即：
在感性负载两端 并联电容器。
并联电容器提高功率因数 以电压为参考正弦量
u
i1
感 性 负 载
1
U
I1
并联电容器提高功率因数
以电压为参考正弦量
i i1
感ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性 负 载
I2
u
i2
C
1
U
I1
I2 i
u
i1
感 性 负 载
i2
C
1
I
U
根据相量图可知
1
I1
cos 所以，
cos 1
功率因数得以提高。
课程小结
1.提高功率因数的意义是： （1）充分利用电源设备的容量。 （2）减小输电线路上的功率损耗。 2.提高功率因数的措施有： （1）合理选用用电设备及其运行方式。 （2）采用电力电容器补偿无功。
第23讲 RLC交流电路的分析(功率因数的提高)
电 源
U一定
负 载
线路损耗r
I P /( Ucos )
功率因数的提高
设输电线和发电机绕组的电阻为 r : 要求: P U I cos (Ｐ、Ｕ定值)时
P I Ucos
P I 2 r
(费电)
I
S (导线截面积)
提高电网的功率因数 cos 可减小线路和发电 机绕组的损耗,对国民经济的发展有重要意义。
（3）如将 cos 提高到0.9后，线路中的电流为：
P 10 103 I A 50.5A Ucos 2 220 0.9
所以 I I N ,该电源还有能力再带负载。
所需的电容器的电容量为：
P tan1 tan 2 C 2 2fU 10 10 1.731- 0.483F 820μF 2 2 50 220
P 40 I A 0.182A U 220
U R 相量图
I
功率因数的提高
40W220V白炽灯 cos 1
I
P 40 I A 0.182A U 220
40W220V日光灯 cos 0.5
+
U
+ R U -R + XL U L
-
-
感性等效电路
P 40 I A Ucos 220 0.5 0.364 A
3
【能力训练1】
• 今有一个40W的日光灯，使用时灯管与镇流器(可 近似把镇流器看作纯电感)串联在电压为220V， 频率为50Hz的电源上。已知灯管工作时属于纯电 阻负载，灯管两端的电压等于110V，试求镇流器 上的感抗和电感。这时电路的功率因数等于多少？ 若将功率因数提高到0.8，问应并联多大的电容？
功率因数提高
纯电感电路或 纯电容电路
R-L-C串联电路
电动机 空载 电动机 满载
日光灯 （R-L串联电路）
cos 0 ( 90)
1 cos 0 (90 90) cos 0.2 ~ 0.3 cos 0.7 ~ 0.9
cos 0.5 ~ 0.6
精品资料
2.4 正弦(zhèngxián)电路
的功率
精品资料
2．无功功率
(wú ɡQōnɡUɡIōsninɡ 单位为乏（Var）
表lǜ示) 二端网络与外电路进行能量(néngliàng)交换
对的电幅阻度元件。 R， 0 ，Q 0 。 对电感元件 L， 90 ，Q UI 。 对电容元件 C， 90 ，Q UI 。
3．视在功率
S UI 单位为伏安（VA）
分利用SN UN IN 1000 kV A
若用户：cos 1则电源可发出的有功功率为：
P U N INcos 1000kW
无需提供(tígōng)的无功功率。
若用户：cos 0.6 则电源可发出的有功功率为：
P UN INcos 600kW
而需提供的无功功率为:
Q
U I NN
sin
精品资料
cos(2t
)]dt
UI
cos
精品资料
P UI cos cos 称功率因数。
对无源二端网络， = z 。 对电阻元件 R， 0 ，P UI 。 对电感元件 L， 90 ，P 0 。 对电容元件 C， 90 ，P 0 。
可见电阻总是(zǒnɡ shì)消耗能量的，而 电感和电容是不消耗能量的，其平均功率都 为0。平均功率就是反映电路实际消耗的功率。 无源二端网络各电阻所消耗的平均功率之和， 就是该电路所消耗的平均功率。
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当负载电压和有功功率一定时， I 即，电路的电流与功率因数成反比。
P Ucos
因为线路有电阻，通过线路的电流I越大，线路损 失的功率就越大。
所以提高 cos 可减小线路上的功率损失。
提高功率因数的意义 提高功率因数是非常必要的，其意义在于：
（1）充分利用电源设备的容量。
（2）减小输电线路上的功率损耗。
1 ）。
此时电路中发生能量互换,出现无功功率：
Q UIsin设备的容量不能充分利用
电源可发出的有功功率为：
P UIcos Scos
需要提高 cos 可使电源设备的容量得以充分利 用。
功率因数产生的影响 二、增加输电线路的功率损耗
cos 1
功率因数得以提高。
课程小结
1.提高功率因数的意义是： （1）充分利用电源设备的容量。 （2）减小输电线路上的功率损耗。 2.提高功率因数的措施有： （1）合理选用用电设备及其运行方式。 （2）采用电力电容器补偿无功。
问题思考
在生产实际中，采用并联电容器提高功率 因数时，是否必须把功率因数提高到1？
提高功率因数
课程目标
提高功率因数的意义 提高功率因数的措施
功率因数
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：
P cos S
功率因数产生的影响
实际中大多数负载都是感性负载，功率因数 总是小于1（ cos
器补尝无功，即：
在感性负载两端 并联电容器。
并联电容器提高功率因数 以电压为参考正弦量
u
i1
感 性 负 载
1
U
I1
并联电容器提高功率因数
以电压为参考正弦量
i i1
感 性 负 载
I2
u
i2
C
1
U
I1
I2 i
u
i1
感 性 负 载
i2
C
1
I
U
根据相量图可知
1
I1
cos 所以，
提高功率因数有哪些措施
提高功率因数的措施
1.合理选用用电 设备及其运行方 式。
调整负荷，提高 合理选择变压 设备的利用率，减 器或电动机容量，
少空载、轻载运行 减少无功消耗，
的设备； 防止“大马拉小 车”。
提高功率因数的措施
2.采用电力电容
可用电容器的无 功功率来补偿感性 负载的无功功率， 从而减少甚至消除 感性负载与电源之 间原有的能量交换。
提高功率因数的意义
实际案例
某工厂有两个10KV变电所共分为三段 母线，原设计每段母线均有电容集中补偿 装置。电力公司计量装置装配在220KV变电 站110KV侧，月平均功率因数能达到0.9.根 据功率因数调整电费办法，既不征收惩罚 电费，也不进行电费奖励。但由于该厂用 电量较大（每月约4000万千瓦时），如将 功率因数提高到0.95，可按电费0.75%的费 率进行奖励，初步估算每月可返还电费约 20万元，再加上由于无功减少而使得系统 有功损耗减少的费用，经济效益十分可观。
P Ucos
因为线路有电阻，通过线路的电流I越大，线路损 失的功率就越大。
所以提高 cos 可减小线路上的功率损失。
提高功率因数的意义 提高功率因数是非常必要的，其意义在于：
（1）充分利用电源设备的容量。
（2）减小输电线路上的功率损耗。
1 ）。
此时电路中发生能量互换,出现无功功率：
Q UIsin设备的容量不能充分利用
电源可发出的有功功率为：
P UIcos Scos
需要提高 cos 可使电源设备的容量得以充分利 用。
功率因数产生的影响 二、增加输电线路的功率损耗
cos 1
功率因数得以提高。
课程小结
1.提高功率因数的意义是： （1）充分利用电源设备的容量。 （2）减小输电线路上的功率损耗。 2.提高功率因数的措施有： （1）合理选用用电设备及其运行方式。 （2）采用电力电容器补偿无功。
问题思考
在生产实际中，采用并联电容器提高功率 因数时，是否必须把功率因数提高到1？
提高功率因数
课程目标
提高功率因数的意义 提高功率因数的措施
功率因数
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：
P cos S
功率因数产生的影响
实际中大多数负载都是感性负载，功率因数 总是小于1（ cos
器补尝无功，即：
在感性负载两端 并联电容器。
并联电容器提高功率因数 以电压为参考正弦量
u
i1
感 性 负 载
1
U
I1
并联电容器提高功率因数
以电压为参考正弦量
i i1
感 性 负 载
I2
u
i2
C
1
U
I1
I2 i
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i1
感 性 负 载
i2
C
1
I
U
根据相量图可知
1
I1
cos 所以，
提高功率因数有哪些措施
提高功率因数的措施
1.合理选用用电 设备及其运行方 式。
调整负荷，提高 合理选择变压 设备的利用率，减 器或电动机容量，
少空载、轻载运行 减少无功消耗，
的设备； 防止“大马拉小 车”。
提高功率因数的措施
2.采用电力电容
可用电容器的无 功功率来补偿感性 负载的无功功率， 从而减少甚至消除 感性负载与电源之 间原有的能量交换。
提高功率因数的意义
实际案例
某工厂有两个10KV变电所共分为三段 母线，原设计每段母线均有电容集中补偿 装置。电力公司计量装置装配在220KV变电 站110KV侧，月平均功率因数能达到0.9.根 据功率因数调整电费办法，既不征收惩罚 电费，也不进行电费奖励。但由于该厂用 电量较大（每月约4000万千瓦时），如将 功率因数提高到0.95，可按电费0.75%的费 率进行奖励，初步估算每月可返还电费约 20万元，再加上由于无功减少而使得系统 有功损耗减少的费用，经济效益十分可观。