功率因素与节能
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频器的功率因素基本一致 ❖ 但是电机不可能长期轴功率满载，从电源
侧来看，功率因素有根本区别
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
提高自然功率因素 4.更新无调速要求的异步电动机
对于大容量风机、水泵、空气压缩机 等，有条件的采用同步电动机拖动
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
电感有恒流特性，电感电流零点时，电感电压最大值， 电感电压超前于电感电流90°， =90°；cos =0
3.电容电路什么是功率因素?
电感有恒压特性，电容电压零点时，电容电流最大值， 电容电流超前于电容电压90°， =-90°；cos =0
无功功率的产生什么是功率因素?
纯电阻电路，有功功率波形图
实际生产中，一般都采Leabharlann Baidu用低压集中补偿 （400V）
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
补偿方法：
优点：装设集中，运行条 件较好，维护管理方 便，投资较少 起到阻隔作用，防止 无功能量闯入上一级 电网，保护上游电网
不足：企业内部电动机分 散在线路末端，形成 内部输配电网络，这 部分无功无法补偿
一次性投资金额较大，后期维护难 度大
只在电气设备运行时投入，利用率 低
功率因素节能试算
例1：一台20kW的电动机，功率因数从0.6提高到0.9，电以 0.65元/度计算，一年(8400h)可节约多少电费？
❖ 根据GB/T 12497-2006，三相异步电动机经济运行中公司计 算
功率因素节能试算
❖ 如果输电线总电阻为，输电线路能节约多少电费？
技术方面（人工补偿）
人工补偿 ❖ 在供电系统中，绝大多数用电设备都具有
电感的特性 ❖ （如：感应电动机、电力变压器，电焊机
等） ❖ 提高功率因数，最常用的方法就是与电感
性负载并联静电电容器
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
人工补偿
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
特别是间隙性生产的电动机、电焊机，须 采用自动停车装置
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
提高自然功率因素 2.消除大马拉小车
电动机正常使用负载低于40%，变压器低 于30%的，需考虑更换
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
提高自然功率因素 3.调速技术的使用 ❖ 变频器、晶闸管串级调速等 ❖ 关于电机满载：理论上接变频器和不接变
什么是功率因素?
当功率因素不为1时，有功功率波形图
返回目录
低功率因素有哪些不利
1、负载电流大
P为用电负荷的有功负荷；U为线电压； Ic为供电电流 变压器的额定容量 输出电流 成正比 同样设备功率 功率因数越低 变压器的容量 需求越大。
低功率因素有哪些不利
2. 线路铜损大 为线路铜损（kW），R为电路电阻 设备的铜损正比于电流的平方
人工补偿 结论： 3.电路总的有功功率不变
因为电路中电阻未改变
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
补偿方法：
配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、用电设备 个别（就地）补偿
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
补偿方法：
1. 集中补偿
即在高、低压配电所内 设置若干组电容器 组
视在功率：
发电机发出的总功率， 有功部分和无功部分 无功功率是指非纯电阻 负载上的功率 电费计量以视在功率为 准
大小与负荷性质相关
什么是功率因素?
电阻、感性、容性 功率因素的产生
电阻、感性、容性电路其 电压与电流关系
1.电阻电路
电压电流相位为零
=0°；cos =1
2.电感电路什么是功率因素?
在10kV以下电网的无功总量中，变压器占30％左右，低压设备占65％以上。
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
补偿方法： 2. 个别（就地）补偿 即把无功补偿器直接接在异步电动机旁或进线端上
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优点：
从源头上转化了无功能量，减少线 路损耗能量，降低视在功率 不足：
每年节省电费=（8.89-6.63）*8400*0.65=12340元
目录
❖ 什么是功率因素? ❖ 低功率因素有哪些不利 ❖ 影响功率因素的能源绩效参数 ❖ 如何提高功率因素 ❖ 功率因素节能试算
什么是功率因素?
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，符号为cosφ数值上，
功率因数是有功功率和视在功率的比值，即
cosφ =P / S
有功功率
保持用电设备正常 运行所需的电功率 （机械能、光能、 热能）
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影响功率因素的能源绩效参数
1. 异步电动机及变压器的负载情况 电动机负载与功率因数关系
负载率 0 cosφ 0.2
25% 0.5
50% 0.77
75% 0.85
100% 0.88
变压器
无功功率约为额定容量的10%～15%，空载 时，无功功率约为满载时的1/3
影响功率因素的能源绩效参数
2. 供电电压
=2315W =1029W 每年可节约费用为1.29*8400*0.65=7021元
功率因素节能试算
例2：SL7-630/10型节能变压器，经查出厂数据如下，容量 630kVA，短路损耗7901W，空载损耗1113W，空载电流2%Ie， 若运行负载500kW，负载功率因素从0.8提升到0.95，电以 0.65元/度计算，一年(8400h)可节约多少电费？
高于额定10%时，由于磁路饱和，无功增加35% 左右 低于额定值时，功率因数有提高，但可能影 响设备正常工作
影响功率因素的能源绩效参数
3. 其他方面 ❖ 设备自身的功率因数 ❖ 电网频率的波动 ❖ 电机和变压器的材质
返回目录
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
提高自然功率因素 1.控制空载损耗
技术方面（人工补偿）
人工补偿 结论： 1.电路的总电流，电路总功率因素，电路总
视在功率
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
人工补偿 结论： 2.原感性支路的工作状态不变
感性支路的功率因数不变 感性支路的电流不变
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
侧来看，功率因素有根本区别
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
提高自然功率因素 4.更新无调速要求的异步电动机
对于大容量风机、水泵、空气压缩机 等，有条件的采用同步电动机拖动
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
电感有恒流特性，电感电流零点时，电感电压最大值， 电感电压超前于电感电流90°， =90°；cos =0
3.电容电路什么是功率因素?
电感有恒压特性，电容电压零点时，电容电流最大值， 电容电流超前于电容电压90°， =-90°；cos =0
无功功率的产生什么是功率因素?
纯电阻电路，有功功率波形图
实际生产中，一般都采Leabharlann Baidu用低压集中补偿 （400V）
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
补偿方法：
优点：装设集中，运行条 件较好，维护管理方 便，投资较少 起到阻隔作用，防止 无功能量闯入上一级 电网，保护上游电网
不足：企业内部电动机分 散在线路末端，形成 内部输配电网络，这 部分无功无法补偿
一次性投资金额较大，后期维护难 度大
只在电气设备运行时投入，利用率 低
功率因素节能试算
例1：一台20kW的电动机，功率因数从0.6提高到0.9，电以 0.65元/度计算，一年(8400h)可节约多少电费？
❖ 根据GB/T 12497-2006，三相异步电动机经济运行中公司计 算
功率因素节能试算
❖ 如果输电线总电阻为，输电线路能节约多少电费？
技术方面（人工补偿）
人工补偿 ❖ 在供电系统中，绝大多数用电设备都具有
电感的特性 ❖ （如：感应电动机、电力变压器，电焊机
等） ❖ 提高功率因数，最常用的方法就是与电感
性负载并联静电电容器
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
人工补偿
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
特别是间隙性生产的电动机、电焊机，须 采用自动停车装置
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
提高自然功率因素 2.消除大马拉小车
电动机正常使用负载低于40%，变压器低 于30%的，需考虑更换
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
提高自然功率因素 3.调速技术的使用 ❖ 变频器、晶闸管串级调速等 ❖ 关于电机满载：理论上接变频器和不接变
什么是功率因素?
当功率因素不为1时，有功功率波形图
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低功率因素有哪些不利
1、负载电流大
P为用电负荷的有功负荷；U为线电压； Ic为供电电流 变压器的额定容量 输出电流 成正比 同样设备功率 功率因数越低 变压器的容量 需求越大。
低功率因素有哪些不利
2. 线路铜损大 为线路铜损（kW），R为电路电阻 设备的铜损正比于电流的平方
人工补偿 结论： 3.电路总的有功功率不变
因为电路中电阻未改变
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
补偿方法：
配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、用电设备 个别（就地）补偿
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
补偿方法：
1. 集中补偿
即在高、低压配电所内 设置若干组电容器 组
视在功率：
发电机发出的总功率， 有功部分和无功部分 无功功率是指非纯电阻 负载上的功率 电费计量以视在功率为 准
大小与负荷性质相关
什么是功率因素?
电阻、感性、容性 功率因素的产生
电阻、感性、容性电路其 电压与电流关系
1.电阻电路
电压电流相位为零
=0°；cos =1
2.电感电路什么是功率因素?
在10kV以下电网的无功总量中，变压器占30％左右，低压设备占65％以上。
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
补偿方法： 2. 个别（就地）补偿 即把无功补偿器直接接在异步电动机旁或进线端上
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优点：
从源头上转化了无功能量，减少线 路损耗能量，降低视在功率 不足：
每年节省电费=（8.89-6.63）*8400*0.65=12340元
目录
❖ 什么是功率因素? ❖ 低功率因素有哪些不利 ❖ 影响功率因素的能源绩效参数 ❖ 如何提高功率因素 ❖ 功率因素节能试算
什么是功率因素?
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，符号为cosφ数值上，
功率因数是有功功率和视在功率的比值，即
cosφ =P / S
有功功率
保持用电设备正常 运行所需的电功率 （机械能、光能、 热能）
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影响功率因素的能源绩效参数
1. 异步电动机及变压器的负载情况 电动机负载与功率因数关系
负载率 0 cosφ 0.2
25% 0.5
50% 0.77
75% 0.85
100% 0.88
变压器
无功功率约为额定容量的10%～15%，空载 时，无功功率约为满载时的1/3
影响功率因素的能源绩效参数
2. 供电电压
=2315W =1029W 每年可节约费用为1.29*8400*0.65=7021元
功率因素节能试算
例2：SL7-630/10型节能变压器，经查出厂数据如下，容量 630kVA，短路损耗7901W，空载损耗1113W，空载电流2%Ie， 若运行负载500kW，负载功率因素从0.8提升到0.95，电以 0.65元/度计算，一年(8400h)可节约多少电费？
高于额定10%时，由于磁路饱和，无功增加35% 左右 低于额定值时，功率因数有提高，但可能影 响设备正常工作
影响功率因素的能源绩效参数
3. 其他方面 ❖ 设备自身的功率因数 ❖ 电网频率的波动 ❖ 电机和变压器的材质
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如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数） 技术方面（人工补偿）
提高自然功率因素 1.控制空载损耗
技术方面（人工补偿）
人工补偿 结论： 1.电路的总电流，电路总功率因素，电路总
视在功率
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）
人工补偿 结论： 2.原感性支路的工作状态不变
感性支路的功率因数不变 感性支路的电流不变
如何提高功率因素 管理方面（提高自然功率因数）
技术方面（人工补偿）