為什麼感性負載在併聯電容後可以提高線路功率因數

2021-03-07 07:35:50 字數 5307 閱讀 5758

1樓:

純電阻負載電路中,負載上電流的相位和電壓的相位完全一致,電流完全消耗在負載上,功率因素為1;

在感性負載電路中,負載上電流的相位總是落後電壓乙個角度,使一部分電流不做功,僅有部分電流消耗在負載上,功率因素小於1;

在容性負載電路中,負載上電流的相位總是超前電壓乙個角度,使一部分電流不做功,僅有部分電流消耗在負載上,功率因素小於1;

所以,在感性負載電路中,併聯電容器,利用其「電流超前特性」,補償感性負載的「電流滯後特性」,使電流相位盡可能跟電壓相位接近,從而使功率因素盡可能接近1.

2樓:匿名使用者

可以這麼理解,如果乙個純電感,其功率因數為0,若併聯乙個合適的電容,兩

者可能發生諧振,對外呈現純阻性(即看起來是乙個電阻),功率因數變為1。由此推廣,當不是純電感時,併聯電容可以提高功率因數,但達不到1,嚴格的數學形式可以參考任一本電路原理教材有關正弦穩態的部分。

3樓:du知道君

呵呵 要了解併聯電容可以提高感性負載的功率因數,必須先了解功率因數。 功率因數,是用來衡量用電裝置(包括:廣義的用電裝置,如:

電網的變壓器、傳輸線路,等等)的用電效率的資料。 功率因數的定義公式:功率因數=有功功率/視在功率。

有功功率,是裝置消耗了的,轉換為其他能量的功率。 無功功率,是維持裝置運轉,但是並不消耗的能量。他存在於電網與裝置之間,是電網和裝置不可缺少的能量部分。

好了,說說電容補償感性負載無功的物理實質: 感性負載在電網中執行時,它的無功功率是這樣傳遞的:以電網電壓波形到參照,電壓起始的1/2週期,感性負載從電網吸收無功,後面的1/2週期時,感性負載把無功功率送回電網。

電容在電網中執行,也一樣需要無功功率,但是它的需求時間,與感性負載正好差180度(或者說:反相):電壓起始的1/2週期,電容把無功功率送回電網。

後面的1/2週期時,電容從電網吸收無功。 由此,我們可以用電容器代提電網,當電感吸收無功時,電容放出無功,反之,當電感放出無功時,電容吸收無功。利用電容器代提電網提供或吸收無功,而且把電容器和感性裝置一起看作乙個新的組合裝置,使電網向這個「組合裝置」主要提供有功功率,較少提供無功功率了,就是電容器提高感性負載功率因數的實質。

這裡有個概念要明晰:感性負載的功率因數是乙個定值,無功功率的考核是從供電端來說的,併聯電容器是與感性裝置組合成新的「組合裝置」了,功率因數才提高了。

為什麼感性負載在併聯電容後,可以提高功率因數

4樓:匿名使用者

由於併聯電容提供了部份無功功率,減少了網送無功功率,使網送無功與有功比值降低從而提高了功率因數。

5樓:西紅柿雞蛋板麵

由於電感,電容器充放電程序相反,二者之間會有能量交換,進而他們與電源交換的能量有所減少,功率因數從而提高。

為什麼感性負載併聯適當的電容器以後可以提高功率因數?

6樓:匿名使用者

利用電容器補償無功功率,可以節約電能10%以上,這雖然是事實,但因節電的原因說不清楚,利用書中節能的公式也計算不出來,所以在當代對利用電容器是否節電的問題還有爭論。

本人對此問題**30多年,通過對調諧電路具有選擇訊號能力的分析,找到了利用電容器節約電能的原因:主要是利用了電路諧振現象,可以稱是「廣義的電路諧振」。

為了證明利用電容器是否節約電能,在領導和同志們的幫助下,做了許多試驗,特別是關注新聞有關節能的報導,我新發現:電感負載併聯適當的電容器時做功增大

一、實踐是檢驗真理的唯一標準

利用電容器節約電能的事實是無法否認的,節約與增大實質是一樣的。如果負載做功大小不變,輸入的電能減少,稱節約電能;如果輸入的能量不變,負載做功增大,稱增加能量。

在電力系統中安裝適當的電容器時,因負載做功多少不變,輸入的電能減少,稱節約電能;本人為了證明利用電容器是否節約電能時,輸入的能量和輸出的能量都在變化,就要通過電容器安裝前、後電源輸入電能和負載做功大小的對比。

有關試驗情況如下:

1、本人試驗:

(1)試驗裝置和電路:①在100伏安的變壓器前邊,接220伏60w電燈泡(圖中沒有),目的是隔開與總電路相通。②在變壓器的輸入端併聯適當的電容器。

③在變壓器的輸出端接乙個20w的燈泡。如圖所示。

(2)試驗方法:①將電容器調到容量最小位置好比斷路,此時接通電燈泡後,燈泡不太亮。用電流錶測得一次電流為:0.32安,二次電流為0.5安。

②將電容器的容量調到適當位置,即容抗等於感抗,發現電燈泡比原來亮。再測一次電流0.25安,二次電流0.6安。

(3)對試驗分析:①輸入電流減少:(0.32-0.25)÷0.32=21%;

②輸出電流增大:(0.6-0.5)÷0.5=20%,

③因沒有功率電表輸入有功功率是否減少,無法測量,但因電流減少,輸入的電能不會增加。但輸出的是純電阻負載,有功功率因數為1,電流增加,電壓不可能降低,輸出的有功功率增加20%以上,這是不用測量的。此試驗雖小,但說明問題卻很大,它證明在低壓電網中安裝電容器後,不僅節約大量有功功率,還能使負載做功增大。

2、大連鋼廠鋼絲廠的試驗:據《鋼鐵資訊》2023年第253期報導,該廠在154kw的非同步電動機上安裝電容器,經過試執行證明,功率因數比原來提高0.1~0.

15,電源故障少。按電力消耗計算,年降低15%,據2023年上半年統計,用該項節電技術後,實際節電3.2萬kwh,效益1.

6萬元。

如果按此節電效果計算,在500kw的非同步電動機上安裝電容器,一年節約的電費就是10萬元,中等企業可以有10~20臺這樣的電動機,如果全安裝上電容器,一年節約電費就是100~200萬元。

3、鞍鋼礦山公司齊大山鐵礦試驗;

據《鞍鋼**》2023年4月26**導,該單位先後對19臺電鏟全部安裝了電容補償器,使節電率達18%,每台年節電3.8萬kwh,如果每kwh按0.4元計算,經計算19臺電鏟一年可節約電費28.

28萬元。

據單位人講:安裝電容器後,電壓穩定,解決起動困難問題,以前起動需要兩分多鐘,安裝電容後不到一分鐘就達到額定轉速。

4、網友的試驗(來信):

我以前沒做過這樣的實驗,今天做了一下,實驗過程如下:第一次實驗:

併聯電容後輸出電流和電壓沒有任何改變,詳細過程略。

分析:我們這裡電網情況比較好,內阻很小,變壓器功率不是很大,所以才出現這種情況。

第二次實驗:在變壓器前串聯乙個電阻,模擬內阻較大的電網。如電路圖:

其中,r1=1kω,r2=1ω,c=0.5微法。

(一)併聯電容前:

原邊電流為0.08a,電壓為160v,視在功率約為12.8w,有功功率為8.1w。

輸出端電流為2.75a,電壓為2.75v,功率約為7.56w。

(二)併聯電容後:×÷

原邊電流為0.06a,電壓為174v,變壓器輸入電流:0.

087安,視在功率約為15.138w,有功功率為9.6w。

有功功率因數0.6328;有功功率率加:9.

6-8.1=1.5w

(0.087×174-0.08 ×160)×0.6328=(15.138-12.8)×0.6328=1.479w

輸出端電流為2.97a,電壓為2.97v。功率約為8.82w

原邊視在功率減少72.5%,有功功率增加18.5%。

輸出端功率增加16.7%。

以上四個試驗證明:電感負載併聯適當的電容器,不僅能補償無功功率的損失,還能增加有功功率,大約20%左右。利用電容器補償無功功率的同時,能增大有功功率這是乙個新發現

二、術學公式計算最能說明問題

1、負載中的電流大於輸入的總電流是公認的

在交流電路中作用力為電源(電壓),反作用力為負載(阻抗)。電源做功大小(對電子)與電壓成正比,與總阻抗成反比。計算公式:

i=u/z ;當電路諧振時的計算公式:q=x/r ;i負=qi總

電感負載中的電流大於輸入的總電流,不會錯,這是公認的。

2、電感負載中的有功功率增大計算公式是符合事實的

發電機和變壓器輸入功率是由輸出功率決定的,在變壓器或電動機中,感抗和阻抗是不變的,有功功率因數也是不變的。這都是公認的。

從實踐中得知:併聯電路諧振時,電感負載具有高阻抗特性,實際是負載中的端電壓增加,電流增大。此現象是電工書中沒有講的,是客觀存在的事實(詳見上面的小試驗),這是乙個新發現。

因為電感負載(變壓器或電動機)中的有功功率因數不變,對電感負載來講:p=iucosφ 因 cosφ不變,i和u增加,p必然增加。計算公式:

p節=(i2u2-i1u1)cosφ;式中i2和u2代表安裝電容器後的負載中的電流和電壓;i1和u1代表安裝電容器前的電流和電壓值。

在電工書中節能的計算成本公式:p節=(i21-i22)r,當線路中的電阻很小時,節電也很少。尤其是在電感負載中節電情況沒有計算公式,誤認為負載中的電流和電壓大小不變,負載做功大小也不變。

在總電路中輸入電流減小,有功功率因數提高,減少線路中的有功功率損耗。所以許多人認為安裝電容器對電力部門有好處,對本單位有害處。

3、併聯諧振電路具有高阻抗的特性,就是產生內電動勢的結果

在電感負載中的電流大小是總路中的電流和電容支路中的電流向量和,在電感負載中的電流大小與端電壓成正比,與負載中的阻抗成反比。因負載中的總阻抗值大小不變,端電壓增大,所以負載中的電流增加。此現象好比直流電路中的兩個電池併聯一樣。

書中和內行人都承認在電力系統中安裝適當的電容器具有穩定電壓的作用,電壓與電流是密不可分的,i=u/z 式中i代表電流,u代表電壓,z代表總阻抗。

三、新發現的重大意義

新觀點是書中理論的新發展,與書中的計算公式沒有矛盾。電路諧振為什麼產生能量,人們不好理解,暫時不談此問題。只講併聯電容器後,負載做功增大的現實意義和科學價值。

1、現實意義:能說明利用電容器節電原因,對推廣利用電容器節電有極大的好處。

2、科學價值:當電路諧振時增加的有功功率大於銅損時,就可以擴大電能。例:當品質因數q值大於2以上時,負載中的電流也是輸入總電流的2倍,負載中的有功功率也是原來的2倍。

從網友試驗結果中得知:併聯電容器後輸出有功功率8.82,輸入有功功率不會比安裝前增加,安裝前為8.

1;增加:(8.82-8.

1)÷8.1=8.8%;因輸出大於輸入,就證明電路諧振時產生了能量。

(1)突破一次補償,變為多次補償。從小試驗結果中得知,一次補償能節電10-20%;再去掉各種損耗,也能節電10%左右,如果連續補償就會不斷地擴大電能。

(2)突破對感性負載補償,增加對阻性負載的補償。以前人們只在電感性負載中進行無功功率補償,對純電阻性負載中沒有補償。

(3)適當增大電流頻率,可以增加「諧振能」。因為感抗大小與電流頻率成正比,提高頻率,就能提高品質因數,品質因數是諧振能的重要引數。

(4)能引起**式的發明:利用新理論可以有許多重大發明,「諧振能發電器」可以利用在汽車、火車輪船和發電站等各個地方,解決能源不足問題,推動生產力的大發展。

為什麼感性負載併聯適當的電容器以後可以提高功率因數

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