提高电网功率因数的主要原因及对策
浅谈功率因数的意义及提高功率因数的方法
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浅谈功率因数的意义及提高功率因数的方法功率因数是指在交流电路中,电流和电压的相位差所引起的功率损耗。
在电力系统中,功率因数是一个非常重要的参数,它直接影响着电力系统的稳定性和安全性。
一个良好的功率因数可以提高电力系统的效率,减少能源的浪费,降低电力系统的负载损失。
提高功率因数对于节约能源和优化电力系统运行具有重要的意义。
本文将就功率因数的意义及提高功率因数的方法进行简要的探讨。
一、功率因数的意义功率因数是衡量电路中有用功率与表观功率之比的一个参数,其数值范围在0到1之间。
功率因数越接近1,表示电路中只有很少的无功功率,效率越高,对环境的影响也越小。
功率因数的意义主要表现在以下几个方面:1. 节约能源:功率因数低会造成电路中大量的无功功率流动,从而使电能的利用率降低。
提高功率因数可以减少无功功率的流动,降低电网的负载,节约能源,降低能源浪费。
2. 优化电力系统运行:功率因数直接影响着电力系统的稳定性和安全性。
一个良好的功率因数可以减少电网的负载损失,减小电力系统的电压波动,提高稳定性和安全性。
3. 减少电网的功率损耗:功率因数低会导致电网中大量的无功功率流动,从而增加了电网的触峰负荷,增加了线路和设备的损耗,降低了电网的稳定性和可靠性。
功率因数的提高对于节约能源、优化电力系统运行和减少电网损耗具有非常重要的意义。
二、提高功率因数的方法在实际的电力系统运行中,为了提高功率因数,可以采取以下几种方法:1. 安装功率因数校正装置:功率因数校正装置是一种通过补偿电路中的无功功率,提高功率因数的设备。
常见的功率因数校正装置包括静态无功功率补偿装置(SVG)、静态无功功率补偿装置(SVC)、无功功率自动补偿装置(APFC)等。
通过这些装置的安装,可以有效地提高电力系统的功率因数。
2. 调整负载的工作状态:在实际的电力系统运行中,负载的工作状态对功率因数的影响是非常大的。
对于大型的电力设备和工业生产线,可以通过合理调整工作状态,减少无功功率的产生,从而提高功率因数。
试述提高功率因数的意义和方法
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试述提高功率因数的意义和方法
功率因数是指功率系统的实际功率与理论功率的比值,它与电力的质量密切相关,是衡量电能质量的重要指标。
保持高功率因数是电力发电、输送、分配等电网全过程中非常重要的内容,它决定着电力质量的高低,决定着能源的有效利用。
由于提高功率因数必须保证功率因数大于或等于0.90,因此,必须采取一定的措施来提高功率因数。
首先,要建立电力质量管理制度,加强电力质量监督检测,及时发现功率因数的异常现象,及时处理和改善。
其次,可通过改善调度技术,正确安排电力供给状态,合理安排供需,扩大发电机组调度范围,实现电力负荷多起点,多终点调度。
此外,可以降低电能耗散,使用变频调速,增加电力系统效率;安装功率因数补偿装置,调整变压器的线路接法;使用节能电力设备,改善负荷结构,优化供需比,以及采用多类型发电机机组等,以期达到提高功率因数的目的。
总之,提高功率因数对于保证电力质量具有重要意义,不仅能够优化电力供给,更能够降低用电成本,带来更大的经济效益。
浅谈影响功率因数的因素和提高功率因数的效益
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式中:
P—有功功率(KW)
U—线电压(W)
—电力线输送负荷的功率因数
由(1)式可以看出,在有功功率一定的情况下,越低功率损耗也越大,设法将提高,就可使△P减小。
(2)提高功率因数可减少电力线路的电压损失。
(3)提高功率因数可以提高设备利用率。一台额定容量为的变压器,能够输出的有功率最大值为
一是采用大量的感性设备。如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。
二是电感性设备配套不合适和使用不合理。电感性用电设备配套不合适和使用不合理,造成用电设备长期轻载或空载运行,致使无功功率的消耗增大。异步电动机空载时消耗的无功功率约占电动机总武功消耗的60%-70%。当电动机长期处于轻载或空载时,其消耗的无功功率占电动机总无功消耗的比重更大。
五是无功补偿设备的容量不足。企业用电设备所消耗的无功功率主要靠发电机供给,致使输变电设备的无功功率消耗很大。
3.提高功率因数的效益
提高功率因数的意义如下:一是提高功率因数可以降低线路损耗;二是提高功率因数可改善电压质量;三是提高功率因数可以减少设备容量并提高设备供电能力;四是提高功率因数,节省用电企业的电费开支。
电动机等电动性电气设备,投入运行了3个月后,不仅要吸收有功功率用于做功,而且还要吸收无功功率建立磁场,因此,电力用户的功率因数一般都比较低,我国电力部门对工业用电规定了功率因数必须达到的标准,之所以做出规定并按标准考校工厂等用户情况,是因为功率因数是一个重要的用电指标,提高功率因数的意义如下:
(1)提高功率因数可以减少功率损耗,如果输电线给导线电阻为R,则其功率耗损为:
2.影响功率因数的因素
首先我们来了解功率因数产生的主要原因。功率因数的产生主要是因为交流用电设备在其工作过程中,除消耗有功功率外,还需要无功功率。当有功功率P一定时,如减少无功功率,则功率因数便能够提高。在极端情况下,当时,则其功率因素=1。因此提高功率因数问题的实质就是减小用电设备的无功功率需要量。
提高功率因数的意义和方法
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提高功率因数的意义和方法一、提高功率因数的意义1.充分利用供电设备的容量,使同样的供电设备为更多的用电器供电每个供电设备都有额定的容量,即视在功率S UI =。
供电设备输出的总功率S 中,一部分为有功功率cos P S ϕ=,另一部分为无功功率sin Q S ϕ=。
ϕcos 越小,电路中的有功功率cos P S ϕ=就越小,提高ϕcos 的值,可使同等容量的供电设备向用户提供更多的功率。
因此,提高供电设备的能量的利用率。
例(补1) 一台发电机的额定电压为220V ,输出的总功率为4400kV ·A 。
试求:(1)该发电机能带动多少个220V ,,ϕcos =的用电器正常工作(2)该发电机能带动多少个220V ,,ϕcos =的用电器正常工作解:(1)每台用电器占用电源的功率:11 4.48.8()cos 0.5N P S kV A ϕ===台台 该发电机能带动的电器个数:331440010500()8.810N S n S ⨯===⨯电源台台(2)每台用电器占用电源的功率:1 4.45.5()cos 0.8N P S kV A ϕ===台1台该发电机能带动的电器个数:331440010800()5.510N S n S ⨯===⨯电源台台 可见,功率因数从提高到,发电机正常供电的用电器的个数即从500个提高到800个,使同样的供电设备为更多的用电器供电,大大提高供电设备的能量利用率。
2.减少供电线路上的电压降和能量损耗我们知道,cos P IU ϕ=,/(cos )I P U ϕ=,故用电器的功率因数越低,则用电器从电源吸取的电流就越大,输电线路上的电压降和功率损耗就越大;用电器的功率因数越高,则用电器从电源吸取的电流就越小,输电线路上的电压降和功率损耗就越小。
故提高功率因数,能减少供电线路上的电压降能量损耗。
例(补2) 一台发电机以400V 的电压输给负载6kW 的电力,如果输电线总电阻为1Ω,试计算: (1).负载的功率因数从提高到时,输电线上的电压降可减小多少 (2).负载的功率因数从提高到时,输电线上一天可少损失多少电能解:(1)cos ϕ=时,输电线上的电流3161030()cos 4000.5P I A U ϕ⨯===⨯ 输电线上的电压降1130130()U I R V ∆==⨯=cos ϕ=时,输电线上的电流3261020()cos 4000.75P I A U ϕ⨯===⨯ 输电线上电压降减小的数值:12302010()U U U V ∆=∆-∆=-=(2) cos ϕ=时输电线上的电能损耗:2211301900()W I R W ==⨯=损cos ϕ=时输电线上的电能损耗:222201400()W I R W ==⨯=2损输电线上一天可少损失的电能(900400)2412000()12()W W h ∆=-⨯==度二、提高功率因数的方法1.合理选用电器设备及其运行方式a. 尽量减少变压器和电动机的浮装容量,减少大马拉小车现象;b. 调整负荷,提高设备的利用率,减少空载、轻载运行的设备;c. 对负载有变化且经常处于轻载运行状态的电动机,采用Y ∆—自动切换方式运行。
提高功率因数的原理
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提高功率因数的原理提高功率因数是通过改变电路中的元件或者引入新的元件来实现的。
功率因数是指交流电路中实际功率与视在功率之间的比值,是衡量电路中有用功率与无用功率之间的比例关系。
功率因数的提高可以使电路更加高效、节能,减少电能的浪费。
提高功率因数的原理可以从多个方面进行阐述,下面将从比较通用的几种方法进行介绍。
1. 使用功率因数校正设备功率因数校正设备是一种专门设计用来提高功率因数的装置。
它通常由电容器、电抗器等元件组成,可以根据电路的实际情况来调整功率因数。
在交流电路中,由于电感和电容的存在,会导致电路产生感性和容性无功功率,在一定程度上降低功率因数。
功率因数校正设备通过加入电容器或者电抗器的方式来补偿这些无功功率,从而提高整个电路的功率因数。
2. 增加电感元件在某些情况下,电路中可能会缺乏足够的电感元件,导致电路的功率因数较低。
通过增加电感元件,可以提高电路的功率因数。
电感元件可以减少电路中的感性无功功率,从而改善功率因数。
3. 优化电路拓扑结构合理设计电路的拓扑结构也是提高功率因数的重要手段。
通过对电路进行合理的拓扑结构设计,可以减少电路中的谐波和电磁干扰,从而改善电路的功率因数。
通过降低电路中的谐波和杂波的影响,可以使电路中的实际功率和视在功率之间的差异降低,从而提高功率因数。
4. 使用高效率元件选用高效率的电子元件也是提高功率因数的重要途径。
高效率的元件可以减少电路中的损耗,从而降低无用功率的消耗,提高功率因数。
例如,采用高效率的开关电源等元件,可以使电路更为节能,并且提高功率因数。
总的来说,提高功率因数是通过优化电路拓扑、选用高效率元件,增加电感元件以及使用功率因数校正设备等方法来实现的。
这些方法可以相互结合,根据电路的具体需求来进行选择,以达到提高功率因数的目的。
提高功率因数不仅可以提高电路的效率,还可以减少电能的浪费,对于工业生产和能源节约具有重要意义。
如何提高功率因数,以及提高功率因数的方法
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如何提高功率因数,以及提高功率因数的方法1、为什么要提高功率因数?用电功率因数是指用电负荷的有功功率与视在功率的比值。
电力用户用电设备,如变压器、感应电动机、电力线路等,除从电力系统吸取有功功率外,还要吸取无功功率。
无功功率仅完成电磁能量的相互转换,并不作功。
无功和有功同样重要,没有无功,变压器不能变压,电动机不能转动,电力系统不能正常运行。
无功功率的消耗导致用电功率因数降低,因而占用了电力系统发供电设备提供有功功率的能力,或增加了发送无功功率的设施,同时也增加了电力系统输电过程中的有功功率损耗。
因而世界各国电力企业对电力用户的用电功率因数都有要求,并按用户用电功率因数的高低在经济上给予奖惩。
2、提供功率因数可以降低线损功率因数是指有功功率与视在功率之比:cosφ=P/S功率因数的大小,是随负荷的性质和有功功率在视在功率中所占的比例决定的。
在感性负荷的电路中,功率因数在0与1之间变化,即0<cosφ<1。
如果用户负荷所需的无功功率(包括变压器的无功功率损耗)都能就地补偿,就地供应,供电可变损失就可以大为降低,电压质量也相应得到改善。
用户装设了并联电容器,负荷功率因数从cosφ1提高到cosφ2,当输送的有功功率和电压不变时,供电线路和变压器的损耗有所降低;供电线路有功功率损耗减少的数值为;变压器铜耗减少。
所以:电力用户安装了无功补偿设备后,可节约有功功率损耗电量另外,提高功率因数还能提高线路或设备输送有功功率的能力,从而可减小发供电设备的装机容量和投资;并能提高线路电压,改善电能质量。
对用户来说,由于供电部门对用户实行按功率因数调整电费的办法,当功率因数高于其规定标准的,电业部门给予奖励,减收电费;低于规定标准的予以罚款,加收电费。
所以提高功率因数可减少企业电费开支,降低产品成本。
3 提高功率因数的方法提高功率因数最常用的方法就是在需要无功的用电或供电设备上并联无功补偿电容器,这样,上述设备所需要的无功功率,便可由并联电容器供给。
浅谈功率因数的意义及提高功率因数的方法
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浅谈功率因数的意义及提高功率因数的方法【摘要】功率因数是电力系统中重要的参数,它可以反映电路中有用功率与全部视在功率之间的比率。
在电能质量和能源利用效率方面具有重要意义。
本文首先介绍了功率因数的定义和重要性,然后详细解释了功率因数的计算方法和意义。
接着,提出了一些提高功率因数的方法,如增加电动机负载、优化电路设计等。
介绍了使用功率因数校正装置对功率因数进行调整的方法。
结论部分强调了功率因数在电力系统中的重要性,指出提高功率因数的必要性,并展望了未来发展趋势。
通过本文的阐述,读者可以更好地了解功率因数的意义及提高功率因数的方法,进一步提高电能利用效率和节能减排水平。
【关键词】功率因数、定义、重要性、计算方法、意义、提高、方法、校正装置、必要性、发展趋势1. 引言1.1 功率因数的定义功率因数是指交流电路中,电流和电压之间的相位差,是电力系统中一个重要的参数。
在交流电路中,电流和电压是不同时间变化的,它们之间存在一定的相位差,而功率因数就是描述电流和电压之间相位差的一个物理量。
具体来说,功率因数是指电路中有功功率与视在功率之间的比值。
有功功率是电流把电能从电源输送到负载的能力,视在功率是指在电路中流动电流的总能量。
功率因数的数值茹卧在0到1之间,当功率因数为1时,电路中的有功功率等于视在功率,表示电路能有效利用电能;当功率因数小于1时,表示电路中有一部分能量没有被有效利用,存在能量浪费的问题。
功率因数的大小直接影响着电路的能效和稳定性。
1.2 功率因数的重要性功率因数是电力系统中一个非常重要的参数,它反映了电路中有用功率和视在功率之间的关系。
功率因数的重要性主要体现在以下几个方面:1. 节约能源:功率因数低意味着在给定有用功率的情况下,需要更大的视在功率才能满足需求。
这会导致电网的损耗增加,并浪费更多的能源。
提高功率因数可以降低系统的损耗,节约能源。
2. 提高设备效率:在功率因数较低的情况下,设备的运行效率会下降,导致设备发热增加、寿命缩短等问题。
改善和提高电网功率因数的方法探讨
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改善和提高电网功率因数的方法探讨摘要:本文主要针对电网功率因数低的原因及其所引起的不利影响,提出改善和提高电网功率因数的方法,分析了无功补偿方法,阐述了并联电容器的优缺点、补偿原理及其容量选择方法。
关键词:电力电网无功补偿煤炭企业电网中的各种用电负载一般为感性负载(如:电动机、变压器等),它们工作时,除了消耗有功功率外,还要大量消耗无功功率,这就造成电网功率因数低,降低了电网的工作效率,造成了电能上的浪费。
因此,就如何改善和提高功率因数进行探讨。
一、电网功率因数低的原因:1、电动机的负荷率低:目前煤炭企业越来越多使用6kV高压电动机,与用户变压器接在同一电网(6kV电网)上;而电动机的负荷率一般在70%以下,甚至更低。
电动机的低负荷运行对功率因数影响很大,因为电动机空载时所消耗的无功功率已为额定负荷时总无功功率的60% ~ 70%;即随负荷增加而增加不多。
电动机在有功负荷P时,所消耗的无功功率为:Q = Q0 + (Q e– Q0)·( )2(1)其功率因数为:cosφ== (2)式中:Q0——电动机空载时的无功功率;P e——电动机的额定功率;Q e——电动机额定功率时的无功功率;由以上式子可知,当电动机有功功率P值很小时,其功率因数也随之加速减小。
2、变压器的负荷率低:一般变压器的空载无功功率占变压器满载时无功功率的80%,变压器在负荷率βT =时,所消耗的无功功率为 Q =Q0+β·△Q e(3)而功率因数cosφ== (4)式中:Q0——变压器空载时的无功功率;△Q e——负荷由0 ~ 100%变动时变压器无功功率的增长;W Q——在一定负荷率时变压器消耗的无功功率;W P——在一定负荷率时变压器输出的有功功率。
由式(4)中可知,变压器在负荷低时运行对电网功率因数也影响很大。
3、“负荷中心”偏离原设计负荷中心引起无功功率损耗:由于煤炭企业的不断发展变化,水平不断延伸,战线越来越长,“负荷中心”不断发生变化,供电半径跟随着增大。
浅谈提高电网功率因数的方法及意义
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浅谈提高电网功率因数的方法及意义摘要:对广大厂矿企业来说,功率因数的高低是关系到电能质量和电网安全、经济运行的一个重要问题,应予以充分重视。
改善电网的电能质量,提高电网效率,提高用电设备的工作效率,降低线路损耗,实现广义的节省。
关键词:电压电流功率因数电力系统向用户供电的电压,是随着线路所输送的有功功率和无功功率变化而变化的。
当线路输送一定数量的有功功率时,如输送的无功功率越多,线路的电压损失越大。
即送至用户端的电压就越低。
供电局为了提高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?现就关于提高功率因数的方法、对电网及用户的作用做如下分析。
一、功率因数低的原因及危害1、电源设备的容量得不到充分利用。
电源设备(如变压器)的容量也就是视在功率,是依据额定电压与额定电流设计的。
例如一台800KVA的变压器,若负载功率因数为0.9时,变压器可输出720KW的有功功率:若负载的功率因数为0.5时,则变压器就只能输出400KW的有功功率。
因此负载的功率因数低时,电源设备的容量就得不到充分充分利用。
2、增加了线路上的功率损耗和电压降。
若用电气设备在一定电压与一定功率之下运行,那么当功率因数高时,线路上电流就小;反之,当功率因数低时,线路上电流就大,线路电阻中与设备绕组中的功率损耗也就越大,同时线路上的电压降也就增大,会使负载上电压降低,从而影响负载的正常工作。
二、提高功率因数的方法1、提高自然功率因数。
提高自然功率因数是从根本上降低电气设备需要的无功功率,可以节省新的投资,所以是首先应当采取的积极办法。
(1)正确选择异步电动机的容量通过运行经验表明,异步电动机一般在负荷达到额定负荷时功率因数最高,而空载时功率因数最低。
因此,所选的异步电动机的额定功率应当尽量接近于所拖动的机械负荷。
将运行中的轻负荷电动机予以更换,选用合适的电动机代替,选择合适的电动机的容量,使其平均负荷率接近其最佳值。
提高功率因数的方法和意义
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提高功率因数的方法和意义
提高功率因数是为了改善电力质量,降低电流、电压损耗和能耗,以及提高电设备的效率。
下面我将详细回答你的问题:
一、什么是功率因数
功率因数是指电路中有功功率与视在功率之比,通常用cosφ表示。
它是反映电路中有功电能和无功电能占比的一个重要参数,用来衡量电源供给质量的好坏。
二、为什么需要提高功率因数
1. 降低线路损耗:当电路中存在较大的无功功率时,会导致线路中的电流加大,进而造成线路损耗增加,影响能耗效率。
2. 提高电设备效率:电动机、变压器等电设备的能耗效率与功率因数密切相关。
当功率因数低时,电设备的效率会降低,能耗增加,使用寿命缩短。
3. 减少电力系统负荷:在供电系统中,功率因数低会导致发电机出力减小,增加对发电设备的负荷,降低电能供给质量。
三、提高功率因数有哪些方法
1. 安装功率因数补偿装置:通过安装电容器等设备,将电路中的无功功率转化为有功功率,提高功率因数。
2. 调整电源输出电压:通过调节电源输出电压,使其保持稳定,可以有效提高功率因数。
3. 优化电气系统设计:在设计电气系统时,应该合理选择电源设备和电力设备的配合方案,避免出现功率因数低的情况。
总之,提高功率因数可以降低电力系统中的能耗损失,提高电设备的效率,保障电力供给的质量,是电力系统优化和节能降耗的重要举措。
浅论电网功率因数及其提升解决策略
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浅论电网功率因数及其提升解决策略摘要:我国社会主义市场经济近几年来发展十分迅速,与此同时,工业的飞速发展也促进了我国电网系统的进步,因此,电网功率因数的相关工作也就显得尤为重要。
本文在对影响配电网功率因数的主要因素进行分析的基础上,给出了一些可以用来提高功率因数的主要方法。
关键词:电网功率因数;提高;主要因素;主要方法1.引言在整个电网的运行系统中,电网功率因数在其中有着不容忽视的作用,因此可以将其认为是电网系统中十分重要的一个组成部分。
电网功率因数的作用主要体现在以下几个方面:影响电网系统的功率以及电能损耗;影响供电线路上损失的电压以及电压的波动;影响节约电能以及供电的质量水平。
而对于现阶段的电网系统来说,多种多样的电压种类,以及个性化的电力用户需求,都要求提高电网功率因数的相关工作。
电力系统中的所有功率类型可以分为两大部分:一部分是有功功率,这部分是由于电阻性负载所消耗的;另一部分则是无功功率,这一部分主要发生在感性以及容性两种类型负载在与电源之间进行能量交换的过程中。
其中,无功功率处理会占用发电设备以及配电设备的容量,还包括在对无功功率进行输送的线路上所产生的电压损耗以及产生的功率等。
我们所期望的是功率因数在电网的运行中越大越好,为了能够达到这一目的,就应该保证电路中的有功功率占绝大多数,并且在最大程度上减少消耗的无功功率的量。
对用户的功率因数进行一定程度的提高,具有很多显而易见的优点:减少线路上的损耗;让发电以及供电设备的生产能力得到最大程度的发挥;对于电压的质量加以改善;用户方用电设备的工作效率得到明显地提高,减少用户本身的电能消耗。
也就是说,对电力用户进行有效低压补偿,可以在对上一级电网补偿的压力进行一定程度减轻的基础上,节约用户的电能用量,减少用电费用。
2.影响电网功率因数的主要因素功率因数的计算公式是cosφ=P/S,其产生的原因主要是在交流用电设备的相关工作过程中,不只是消耗有功功率,还消耗了无功功率。
如何提高功率因数
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如何提高功率因数功率因数是指电力系统中的负载的实际功率与额定功率的比值,对于任何实际的电力负载,其最佳的功率因数是1.0。
因此,要想提高功率因数,可以采取以下几种措施:一、改善电力负载结构。
电力负载结构将影响功率因数,如果用少量的无功负载,可以改善功率因数过低的问题。
例如在电力系统中使用无功补偿装置,可以有效改善电力负载结构,从而提高功率因数。
二、减少无功电抗器的使用。
如果电力系统中的无功电抗器的数量太多,它们将消耗大量的无功功率,从而降低功率因数。
因此,要尽可能减少无功电抗器的使用,从而提高功率因数。
三、优化发电机控制方式。
发电机控制方式对功率因数有很大影响,如果采用合理的发电机控制方式,可以有效提高功率因数。
例如,可以采用负载测试控制,以便根据负载及其变化情况,合理调整发电机输出功率,从而提高功率因数。
四、安装无功补偿装置。
无功补偿装置的安装可以帮助改善电力系统的功率因数,通过发生器无功补偿,可以有效改善电力负载结构,从而提高功率因数。
总之,要想获得高功率因数,需要改善电力负载结构,减少无功电抗器的使用,优化发电机控制方式,并安装无功补偿装置。
正确使用这些技术,可以有效提高电力系统的功率因数。
五、注意用电负荷的变化。
用电负荷的变化也会影响功率因数,如果在一段时间内负载瞬时变化很大,会降低功率因数。
因此,应使用电容器或无功补偿装置来抑制用电负荷的瞬时变化,以防止负载瞬时变化太大而影响电力系统的功率因数。
六、应用能效标准使用能效标准是提高功率因数的有效手段之一。
国家对电气产品的能效标准要求越来越高,这将有助于改善电力负载的性能和结构,从而提高功率因数。
七、检查电力线损耗电力线的损耗也会影响功率因数,如果电力线的损耗很大,功率因数会变得很低。
因此,应定期检查电力线的损耗情况,以便及时更换损耗较大的电力线,从而提高功率因数。
总之,要有效地提高功率因数,应改善电力负载结构,减少无功电抗器的使用,优化发电机控制方式,安装无功补偿装置,注意用电负荷的变化,采用能效标准,检查电力线损耗。
电路中的功率因数如何提高
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电路中的功率因数如何提高在电路中,功率因数是一个重要的概念。
它不仅影响着电能的利用效率,还与电力系统的稳定运行和成本密切相关。
那么,究竟什么是功率因数?为什么要提高它?又该如何有效地提高功率因数呢?接下来,让我们一起深入探讨这些问题。
首先,我们来了解一下功率因数的定义。
功率因数是指电路中有功功率与视在功率的比值。
有功功率是指实际用于做功的功率,比如让电机转动、灯泡发光等。
而视在功率则是电压与电流的乘积。
简单来说,功率因数反映了电路中电能的有效利用程度。
为什么要提高功率因数呢?这主要有以下几个方面的原因。
其一,提高功率因数可以减少线路损耗。
当功率因数较低时,电流中会包含较多的无功分量,这会导致线路中的电流增大,从而增加了线路的电阻损耗,造成电能的浪费。
其二,能够提高电力系统的容量利用率。
如果功率因数低,为了提供相同的有功功率,就需要更大的视在功率,这意味着需要更大容量的变压器、发电机等设备,增加了投资成本。
其三,有助于改善电压质量。
功率因数低会导致线路电压降增大,影响用电设备的正常运行,而提高功率因数可以减轻这种影响。
接下来,我们重点探讨一下如何提高电路中的功率因数。
一种常见的方法是采用并联电容器补偿。
电容器可以产生超前的无功电流,与负载中的滞后无功电流相互抵消,从而提高功率因数。
在选择电容器时,需要根据负载的特性和所需补偿的无功功率来确定其容量和安装位置。
合理选择电动机也是提高功率因数的重要措施。
对于长期运行且负载稳定的电动机,应选择容量合适的电动机,避免“大马拉小车”的情况。
此外,对于异步电动机,可以采用同步化运行的方式,使其在过励状态下运行,提供无功功率,提高整个系统的功率因数。
在照明系统中,可以使用电子镇流器来取代传统的电感镇流器。
电子镇流器具有功率因数高、能耗低等优点,能够有效地提高照明系统的功率因数。
优化电路设计也是不可忽视的方面。
尽量减少电路中的电感元件,降低无功功率的产生。
合理布局线路,减小线路阻抗,也有助于提高功率因数。
提高功率因数的意义和措施要点
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提高功率因数的意义和措施要点提高功率因数是电力系统优化管理的重要任务之一、功率因数是指交流电中有功功率与视在功率之比,是电能利用效率的重要指标。
提高功率因数具有以下重要意义:(一)减轻电力系统的负荷。
在电力系统中,负载功率P=UIcosφ,功率因数越低,无功功率越大,相同负载下,无功功率的增加将导致负荷的增加,降低电力系统的供电质量。
(二)节约电力资源。
功率因数越高,给定负载下的有功功率越小,需要分配的电力资源越少,从而实现电力资源的合理配置与节约。
(三)降低电流损耗。
无功功率引起的电流不仅会增加线上的电流负荷,还会引起一些电路设备发热、损耗电能等问题,降低了电力系统的效率,增加了线路损耗。
(四)提高电网输电能力。
功率因数大可以降低线路电压降,改善供电电压质量,延长输电距离,提高电网输电的可靠性和经济性。
为了提高功率因数,首先需要查明 power factor是多少,此时称之为起始功率因数,然后采取相应的措施进行修正。
主要的提高功率因数的措施有:1.采用高功率因数的设备。
使用功率因数较高的设备,可以降低系统的无功功率,改善系统的功率因数。
例如,使用有源功率因数校正装置或者使用带功率因数校正功能的设备,可以自动监测和调整电路的功率因数,从而提高系统的功率因数。
2.调整电力系统的负载分布。
通过对电力系统的负载进行合理调整,使得负载在不同电路之间能够均衡分布,可以提高系统的功率因数。
例如,在负载较大的电路中增加补偿设备,减少负载较小的电路中的补偿设备,以达到功率因数的均衡。
3.安装功率因数补偿装置。
在电力系统中安装足够的功率因数补偿装置,可以有效地降低系统的无功功率,提高系统的功率因数。
功率因数补偿装置分为无源补偿装置和有源补偿装置。
无源补偿装置主要是通过串联电感或并联电容器来补偿无功功率,而有源补偿装置则是通过使用逆变器等电子元件控制系统的无功功率来实现补偿。
4.优化电力系统的电压。
在电力系统中,电压与功率因数有关。
浅谈功率因数的意义及提高功率因数的方法
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浅谈功率因数的意义及提高功率因数的方法功率因数是电力系统中一个非常重要的概念,它直接关系到电力系统的稳定性和效率。
在实际的电力系统中,功率因数的大小直接影响着电力设备的运行和电力系统的负载能力。
了解功率因数的意义及提高功率因数的方法对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
一、功率因数的意义功率因数是指有效功率和视在功率之间的关系,它是衡量电路有多少功率是有效功率的重要参数。
功率因数的大小决定了电路中的电流和电压的相位关系,直接影响着电力系统的功率传输效果。
通常情况下,功率因数的理想值为1,这意味着电流与电压完全同相位,整个电路中所有的电能都被充分利用。
但是在实际的电力系统中,由于各种原因,功率因数往往小于1,这会导致一定的能量浪费和电力资源的浪费。
二、提高功率因数的方法1. 安装无功补偿装置无功补偿装置能够有效地改善电力系统的功率因数,提高电路中的功率利用率。
无功补偿装置通常包括静态无功补偿装置和动态无功补偿装置。
静态无功补偿装置主要是通过电容器和电抗器来改善功率因数,它能够迅速响应系统的需求并且效果明显。
而动态无功补偿装置主要是通过控制开关电容器和电抗器的连接和断开来实现对系统功率因数的调节和改善。
通过安装无功补偿装置,能够有效地提高电力系统的功率因数,降低能源的浪费。
2. 合理配电系统合理的配电系统设计也是提高功率因数的重要手段。
在电力系统的设计和运行中,需要根据系统的负载情况、电流大小和频率等参数对电力系统进行合理搭配和分配。
通过合理的配电系统设计和运行,可以有效地提高电力系统的功率因数,降低系统的损耗和波动。
3. 提高电力设备的运行效率电力设备的运行效率直接影响着功率因数的大小。
通过提高电力设备的运行效率,可以降低设备的损耗和浪费,从而提高系统的功率因数。
在实际的电力系统中,需要对电力设备进行定期的检测和维护,确保设备的运行效率达到最优状态。
还可以采用高效的电力设备和节能型设备来替代传统的低效设备,从而提高系统的功率因数和能源利用效率。
提高功率因数的重要性及其方法
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提高功率因数的重要性及其方法电力系统经济运行的基本原则是:在保证电力系统安全可靠运行和电能质量符合标准的前提下,尽量提高电能生产和输送的效率。
对运行中的电力设备,要降低损耗,首先必须从合理安排系统运行方式人手,因为这些措施不仅不需要增加投资,而且在降低损耗的技术措施中,是最合理和最经济的。
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、低功率因数的危害1.1 线路的电流大对于一个给定的负荷,当供电电压一定时,则功率因数越低,电流就越大,因为:(1)式中:为用电负荷的有功负荷;为线电压。
可见,供电电流与功率因数成反比。
1.2 线路的铜损大线路铜损公式如下:(2)把(1)代入其中就得到下式:(3)由此可见,设备的铜损正比于电流的平方,从而反比于功率因数的平方,功率因数越低,则电气设备中的铜损就越大,效率也就越低,与此相似,当系统的功率因数很低,对于传递同样的功率,则电流加大。
所以若导线尺寸相同,则电能传输系统意味着有更大的能量损失,或者说,对于同样的能量损失,要求有更粗的导体。
1.3 发电设备的容量不能充分利用(4)由(4)式可见,当负载的功率因数时,而发电机的电压和电流又不容许超过额定值,这时发电机所能发出的有功功率就减少了。
功率因数愈低,发电机所发出的有功功率就愈小,而无功功率却愈大。
无功功率愈大,即电路中能量互换的规模愈大,则发电机发出的能量就不能充分利用,其中有一部分即在发电机与负载之间进行互换。
例如容量为1000kVA的变压器,如果,即能发出1000kW的有功功率,而在时,则只能发出700kW的功率。
简述提高功率因数的意义和方法
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简述提高功率因数的意义和方法
功率因数是描述电力系统负载、发电机和电网相对恰当性的一个重要参数。
它表示了一个负载设备单位有功功率对其单位无功功率的比率,这有助于检测和分析电能的品质,以及电力系统的效率。
提高功率因数的意义是,在电力系统中,它能够使系统运行更加稳定,同时节约能源,降低电力成本。
提高功率因数可以明显降低电力系统中的电流,减少变压器和线路的损耗,降低有功功率的支付,从而提高电力系统的效率。
提高功现因数的方法有很多,其中一种是通过加装电容器或交流静止开关来改善电力系统的线性度,这可以有效提高功现因数,有效的改善电力系统的电流和电压比例关系,从而满足电力系统的稳定性要求,也是提高功现因数的有效方法之一。
另外,采用低功现因数负载调整的方法也可以提高功现因数。
尤其是采用调节电动机运行特性的控制和调节方法,往往能够极大提高电动机的功现因数,从而快速降低有功功率消耗,节约能源。
此外,要提高功现因数,还可以采用恒功率系统或调直负载系统,通过改变恒功现比例和改变调直负载电流,从而获得较高的功现因数,从而节省能源。
此外,提高电力系统的功现因数也可以通过科学的控制系统而实现,采用现代化的智能控制系统,通过自动调节电流和电压,使功现比保持在一个比较稳定的状态,从而节约能源,达到节能的目
的。
总之,提高功现因数是达到节能和节省能源的重要方法,有利于提高系统效率,改善系统质量和安全性,维护电力的安全性和稳定性,从而获得更大的经济效益。
如何提高电网的功率因数
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如何提高电网的功率因数作者:杨鲲来源:《科技创新导报》 2013年第18期杨鲲(山海关铁路技师学院(中铁山桥集团高级技工学校)河北秦皇岛 066200)摘?要:该文主要对影响电网功率因数的原因进行分析介绍,在此基础上给出相应解决方法和措施,并简要说明提高功率因数的意义和作用。
关键词:功率因数意义和作用电网中图分类号:TM727 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)06(c)-0083-01电网功率因数过低则会影响到电网安全和电能质量,而提高用户功率因数,不仅能有效改善电网在电力运输过程中的功率、电能损耗情况和供电质量,还能有效提高用户用电设备的功效,降低其电能消耗。
因此如何提高用户功率因数,这已成为供电部门所面临的重要问题。
1 提高电网功率因数的意义(1)改善电压质量。
提高电网功率因数后,能有效降低30%左右的负载电流,这能降低开关设备、导线等设备的温度,增加了电气设备利用率,增强了设备运行可靠性和安全性,通过抑制谐波作用,提高电网的配变容量,减少电能传输过程中的无功功率,减少电能损失和电压波动,从而提高电压质量。
(2)降低电网线损率。
由于电网线路损耗情况和电流二次方是正比关系,提高功率因数会降低线路电流,维持电压稳定,降低电能在传输过程中的线路损耗。
因而提高功率因数对降低电网线损率有较大意义。
(3)降低用电成本。
从用户角度来看,依据国家对电费调整的相关规定,不同功率因数的电费收取办法也不同,若功率因数超过相关规定标准时,可对用户执行低收费管理办法,若功率因数低于相关规定标准时,需对用户进行罚款处理,并执行高收费管理办法,有效降低用电成本。
2 影响功率因数的原因2.1 变压器与电动机对无用功率的消耗功率因数(cosφ=P/S)产生的主要原因是由于在交流设备的运行过程当中,不仅要消耗有功功率,还要消耗无功功率,由S2=P2+Q2可得,在功率P一定的情况下,减少无功功率Q会相应增加功率因数[1]。
提高功率因数原理
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提高功率因数原理
功率因数是指交流电路中有功功率与视在功率之比,是衡量电路负载对电网的有用功率利用程度的一个重要指标。
功率因数的提高可以有效减少电网的无用功率损耗,提高电能的利用效率。
下面介绍几种提高功率因数的原理。
1. 电容补偿: 在有助于提高功率因数的电路中串联一个合适的电容,通过补偿无功功率来提高功率因数。
电容补偿可以通过选择合适的电容值和连接方式来实现。
2. 电感补偿: 在感性负载电路中并联一个合适的电抗器,通过补偿无功功率来提高功率因数。
电感补偿可以通过选择合适的电感值和连接方式来实现。
3. 改进负载: 更换或调整电路负载设备,选择功率因数较高的设备,或采取优化控制策略来减少无功功率的消耗,从而提高功率因数。
4. 优化电网结构: 对电网进行调整和改造,采取合理的电网配置和布局,减少电流和电压的失真,提高功率因数。
5. 使用无功功率补偿设备: 如安装静态无功功率补偿装置(SVG),通过实时检测和校正电路中的无功功率,来提高功率因数。
需要注意的是,在实际应用中,提高功率因数不仅仅是为了降低电网的无用功率损耗,还可以有效减少电网的电压和电流波
动,减轻电力设备的负荷压力,提高电能的稳定性和可靠性。
因此,提高功率因数是电力系统设计和运营中一个重要的技术问题。
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提高电网功率因数的主要原因及对策
摘要:对广大厂矿企业来说,功率因数的高低是关系到电能质量和电网安全、经济运行的一个重要问题,应予以充分重视。
本文集中讨论了影响电力系统功率因数的几个重要因素,提出了相应的解决措施,并结合我厂的实际情况,对利用并联移相电容提高电网的功率因数进行了探讨。
关键词:电网功率因数并联移相电容
沙隆达股份有限公司是一家以氯碱化工为基础,农药化工为主体,精细化工为特色的大型化工企业。
主要生产能力为:农药3万吨,烧碱6万吨,化工原料及中间体30万吨,自采盐矿2 0万吨。
下属能源动力厂主要负责水、电、汽、冷等能源的管理和运行。
我厂电力系统总装机容量为47500KVA,设有一个110KV变电站、4个10KV区间变电所和4套电解整流装置,共有电力变压器22台,整流变压器4台,年用电量2亿多千瓦时,其中整流装置用电量要占总用电量的三分之二。
整流装置平均功率因数比较高,可以达到0.95,但由于整流装置的存在,谐波分量也比较重。
其它动力负荷主要是异步电动机,平均功率因数很低,我厂主要针对低压配电网络进行补偿,补偿前整个电力系统的功率因数只有0.87,补偿后整个电力系统功率因数可以达到0.95以上。
影响我厂功率因数的主要原因及对策:
一、异步电动机对功率因数的影响
我厂绝大部分动力负荷都是异步电动机,异步电动机转子与定子间的气隙是决定异步电动机需要较多无功的主要因素,而异步电动机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。
所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。
因此,在选择异步电动机时,既要注意它们的机械性能,又要考虑它们的电器指标,合理选择异步电动机的型号、规格和容量,使其处于经济运行状态,若电动机长期处于低负载下运行,既增大功率损耗,又使功率因数和效率都显著恶化。
故从节约电能和提高功率因数的观点出发,必须正确的合理的选择电动机的容量。
其次,要提高异步电动机的检修质量,因为异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动时对异步电动机无功功率的大小有很大的影响。
二、电力变压器对功率因数的影响
电力变压器的无功功率消耗,是由于变压器的变压过程是由电磁感应来完成的,是由无功功率建立和维持磁场进行能量转换的。
没有无功功率,变压器就无法变压和输送电能。
变压器消耗无功的主要成分是它的空载无功功率,提高变压器的功率因数就必须降低变压器的无功损耗,避免变压器空载运行或长期处于低负载运行状态。
三、整流装置对功率因数的影响
单就整流系统而言,其功率因数可达到0.95,但是由于整流系统网侧电流不是正弦波,整流变压器除向电网吸取基波电流外,还向电网送出谐波电流,严重影响并联电容的运行。
尽可能减少谐波分量的产生是消除整流装置对功率因数补偿设备影响的根本办法。
整流机组的网侧谐波分量与等效相数有密切关系,提高等效相数是抑制谐波产生的有效措施。
我公司整流系统共有四台整流变压器,为提高等效相数,我们分别将整流变压器接成△/△▽和Y/△▽,从而组成12相整流系统,这时单套6脉波整流的工作原理不变,只是一台整流变压器通过Y/△移相使5,7,17,19……次谐波相互抵消,注入系统的只有12K±1次特征谐波,在不增加设备的前提下,达到了最大限度抑制谐波分量,减少了谐波分量对电容运行的影响的目的。
我厂对提高功率因数采取的措施
提高自然功率因数
提高自然功率因数主要是靠提高变压器、电动机负载率、调整负荷结构,使功率因数达到最佳。
二、并联移相电容提高功率因数
由于我公司实际生产工艺中没有使用同步电机,所以我们采用并联移相电容器的方式进行功率因数补偿。
(一)、补偿方式的选择:
根据移相电容器在工厂供电系统中的装设位置,有高压集中补偿、低压成组补偿和低压分散补偿三种方式。
高压集中补偿是将高压移相电容器集中装设在变配电所的10KV母线上,这种补偿方式只能补偿10KV母线前(电源方向)所有线路上的无功功率,而此母线后的厂内线路没有得到无功补偿,所以这种补偿方式的经济效果较后两种补偿方式差。
同时因我厂存在整流装置,虽然我们对其进行了调整,但仍然不能完全避免谐波分量的产生。
如采用高压集中补偿,会对高压电容器的安全运行造成严重影响。
低压分散补偿,又称个别补偿,是将移相电容器分散地装设在各个车间或用电设备的附近。
这种补偿方式能够补偿安装部位前的所有高低压线路和变电所主变压器的无功功率,因此它的补偿范围最大,效果也较好。
但是这种补偿方式总的设备投资较大,且电容器在用电设备停止工作时,它也一并被切除,所以利用率不高。
低压成组补偿是将移相电容器装设在车间变电所的低压母线上,这种补偿方式能补偿车间变电所低压母线前的车间变电所主变压器和厂内高压配电线及前面电力系统的无功功率,其补偿范围较大。
由于这种补偿能使变压器的视在功率减小从而使变压器容量选得小一些,比较经济,而且它安装在变电所低压配电室内,运行维护方便。
同时由于我厂存在谐波源,车间变压器的存在,也起到了隔离和衰减谐波的作用。
有利于低压移相电容器的安全稳定运行。
综合以上三种补偿方式的优缺点,根据我厂的实际情况,我们选择了低压成组补偿方式。
(二)、补偿容量的确定
对于车间变(配)电所,安装的容性无功量应等于装置所在母线上的负载按提高功率因数所需补偿的容性无功量与变压器所需补偿的容性无功量之和。
负载所需补偿的装置容量Kvar(千乏)按下式考虑
QC1=P(tgφ1-tgφ2)
Qc1——负荷所需补偿的容性无功量(Kvar)
P——母线上的平均有功负荷功率
φ1——补偿前的功率因数角
φ2——补偿后的功率因数角
2)变压器所需补偿的装置容量Kvar(千乏)按下式考虑:
QC2=(UK%/100IO%/100)Se
Qc2——变压器所需补偿的容性无功量(Kvar)
Uk%——变压器阻抗电压的百分数
I0%——变压器空载电流的百分数
Se——变压器额定容量(KVA)
(三)、低压成组补偿设备的选择:
选择补偿设备,应在充分考虑安全性的同时,根据各厂实际情况,从实用性、可靠性入手,将费效比最大化。
1、投切方式的选择:
电容投切有两种方式:人工投切和自动投切。
人工投切对运行人员是件繁重的工作,且难以实现及时准确地操作,影响供电电压质量。
我们采用自动投切方式。
可实现电容器的自动投切,我们采用了JKG系列无功功率自动补偿控制器,这种控制器能随意设定投入门限、投入延时、切除延时、过压门限、过压延时、欠流切除等参数,能自动跟踪功率因数变化合理选择电容组数,还能在功率因数超前时快速切除已投电容。
在我厂的应用中,这种控制方式能满足我厂的实际要求。
2、移相电容器的选择
我厂选用的电容器为BSMJ0.415-18-3型自愈式移相电容器。
该电容器的额定工作电压415V,容量18Kvar,三相三角形接法,具有自放电功能,最高过电压110%额定电压,最高过电流130%额定电流。
电容容量的确定要考虑到开关、接触器的容量,补偿梯度大小对电气设备的影响及维修成本,还有各厂实际使用习惯。
我厂广泛采用18Kvar三相移相电容器,我们认为其补偿梯度合理,设备费效比高。
额定电压的确定要考虑到变压器低压母线电压的波动和补偿后母线电压升高的因素,并联补偿移相电容器的额定电压应大于并联补偿移相电容器的实际工作电压。
3、断路器的选择
QF1—QFn为单台电容器提供主保护,我厂选用GV3—M40施耐德空气开关。
该开关具有过流和速断保护功能,我们一般将空开过流整定值整定在30A左右,可有效保护电容过电流。
该开关分断能力强,分断电流可达35KA,可靠性也比较高,单台电容器故障时能可靠切除,不影响其它电容器的运行。
QF我们选用施耐德NS型塑壳断路器,该断路器具有电子式过流和速断保护功能,动作准确可靠,分断能力极强,并具有稳定可靠的限流能力,可作为整套电容器组的后备保护。
采用上述两种开关后,我们完全可以将电容故障限制在电容柜内,而不对配电系统产生影响。
补偿效果:
通过对全厂供配电系统安装并联移相电容器组,向电网提供可阶梯调节的容性无功,补偿多余的感性无功,使我厂实际功率因数提高到0.95以上,补偿效果明显。
减少供电损耗,节约电费
以线损为例,我厂年用电量约为2亿千瓦时,补偿前线损率约为5%,补偿后功率因数从0.87提高到0.95,则每年可减低线损约为200万千瓦时,按每度电0.4元计算,可节约电费开支80万元,加上电力系统功率因数奖60万元,每年共计节约电费开支140万元。
提高设备利用率
功率因数从0.85提高到0.95,设备利用率提高11.8%。
减少设备投资,充分发挥设备潜能。
改善供电质量
减少电压损失,降低电压波动,有效改善供电质量。
结束语
文中根据化工企业的特点,从我厂的应用实际出发,介绍了影响我厂功率因数的主要因素,并提出了相应的解决办法,重点介绍了利用并联移相电容器提高功率因数的经验。