功率因數(shù)滯后:在交流電中,以電壓為基準(zhǔn),電流的相角比電壓的相角拖后一個(gè)角度,就叫電流滯后于電壓,電壓和電流滯后角度的COSф就是功率因素,因?yàn)殡娏鳒笥陔妷?,就是滯后的功率因?shù)。
功率因數(shù)超前:只有使用電容性元件的回路中,電流將超前于電壓,這時(shí)叫做超前的功率因數(shù)。
補(bǔ)充:一般出現(xiàn)在電感回路中,電感回路的特性是電流不能突變。當(dāng)交流電源在電感回路上導(dǎo)通的瞬間,電感回路呈現(xiàn)很大的感抗來阻止電流流過,所以將電流的相角滯后90度。由于現(xiàn)在使用的電器中,大部分都是電感性元件,所以回路中呈現(xiàn)電感的,也就是大部分供電回路呈現(xiàn)滯后的功率因數(shù)。當(dāng)電容補(bǔ)償太多,本地用電設(shè)備用不了,剩余的就反饋到供電系統(tǒng)中,這種現(xiàn)象就是超前。?
同步發(fā)電機(jī)功率因素超前與滯后
功率因素表顯示的超前與滯后,反映了線路中電壓電流的相位關(guān)系。滯后,是常見的情況,表示電流的相位滯后于電壓的相位,說明線路是感性的,以發(fā)電機(jī)類的負(fù)載為主。超前,是少見的情況,表示電流相位超前電壓相位,說明線路呈現(xiàn)容性,負(fù)載中電容過大,一般出現(xiàn)在電容補(bǔ)償補(bǔ)過頭了。正常的負(fù)載少見容性的。功率因素超前,通常會(huì)使電網(wǎng)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象,容易產(chǎn)生震蕩,造成電網(wǎng)故障,故要盡量不免出現(xiàn)超前。 如果線路中沒有容性負(fù)載,功率因素顯示超前,通常是表計(jì)的接線有問題,否則就是表計(jì)壞了。
也可以簡(jiǎn)單地這樣說,功率因數(shù)表顯示超前,是本電氣系統(tǒng)向供電電網(wǎng)輸送無功電流;功率因數(shù)表顯示滯后,是本電氣系統(tǒng)從供電電網(wǎng)吸入無功電流。
同步發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)
一·增加它的勵(lì)磁電流,電動(dòng)勢(shì)E0就增大,同步發(fā)電機(jī)就會(huì)在過勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行。
這時(shí),同步發(fā)電機(jī)定子電流越前端電壓(即為電容性),反電勢(shì)-E0比較大,發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)吸取容性電流和容性無功功率,或者說向電網(wǎng)發(fā)出感性電流和感性無功功率。正好補(bǔ)償了附近電感性負(fù)載的余姚,使整個(gè)電網(wǎng)的功率因數(shù)得到了提高。
二·減小同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流,-E0就減小,同步發(fā)電機(jī)就在欠勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行。
這時(shí)同步發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)吸收感性電流,對(duì)電網(wǎng)來說,就是增加了電感性負(fù)載,使負(fù)載需要的感性無功電流增加,降低了整個(gè)電網(wǎng)的功率因數(shù)。
因此同步發(fā)電機(jī)一般不在欠勵(lì)狀態(tài)下運(yùn)行,是按照過勵(lì)的運(yùn)行條件設(shè)計(jì)的。
同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不能過分加大,因?yàn)閯?lì)磁電流太大會(huì)引起定子電流增大,定子和轉(zhuǎn)子損耗都要增加,使電機(jī)的溫升增加。
同步發(fā)電機(jī)接入電網(wǎng)后。電網(wǎng)電壓和頻率是一定的,同步發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)吸收的有功功率的大小由它所帶動(dòng)的負(fù)載大小決定的。如果負(fù)載不變,調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流,就會(huì)使定子電流也發(fā)生變化。
同步發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)是由勵(lì)磁電流決定的。
功率因數(shù)超前和滯后的區(qū)別
在交流電路中電壓和電流的相位有三種情況,當(dāng)負(fù)載是純電阻性質(zhì)時(shí),電壓和電流相位相同;當(dāng)負(fù)載是(或含有)電感性質(zhì)時(shí),電壓相位超前電流;當(dāng)負(fù)載是(或含有)容性負(fù)載時(shí),電壓相位滯后電流,或者說,電流相位超前電壓,也就是你說的容性電流。如:平常用的異步電機(jī),就是感性負(fù)載,用來補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)的補(bǔ)償電容就是容性負(fù)載。
換一句話說,我們單方面討論電流的關(guān)系,把電壓作為一個(gè)對(duì)比的定值,這個(gè)時(shí)候可以表述為:
如是容性負(fù)載(電容器),那么他會(huì)導(dǎo)致最終電流超前90度,如果是電感則產(chǎn)生最終電流超前-90度(即滯后90度)
反過來說,在平面直角坐標(biāo)系中,假設(shè)電壓為X軸水平方向,則是否超前則為Y軸垂直方向,當(dāng)為容性負(fù)載時(shí)為Y正半軸部分,感性負(fù)載為Y負(fù)半軸部分
無論是正超前還是負(fù)超前(滯后)都會(huì)導(dǎo)致功率因數(shù)下降,而純阻性負(fù)載其超前角或滯后角是0度,這個(gè)時(shí)候功率因數(shù)為1
正因?yàn)槿菪院透行跃哂羞@種相反的性質(zhì),那么當(dāng)使用電動(dòng)機(jī)等感性負(fù)載時(shí),會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的負(fù)超前,這個(gè)時(shí)候就應(yīng)當(dāng)使用足夠的電容器進(jìn)行補(bǔ)償,使其無限逼近0度,保證功率因數(shù)無限的逼近1。
總之,功率因數(shù)下降,無論是正超前還是負(fù)超前都回導(dǎo)致下降,只有為0時(shí)才是最高的,而感性負(fù)載一應(yīng)用就肯定是負(fù)的了。所以就要用電容補(bǔ)償讓他接近0。
超前和滯后,對(duì)于送電系統(tǒng)而言,會(huì)導(dǎo)致輸送的有功能量下降,無功上升,換句話說,線路已經(jīng)負(fù)載50KW的功率,但事實(shí)上由于超前等原因功率因數(shù)下降,線路實(shí)際輸送的能量對(duì)設(shè)備做的功可能遠(yuǎn)小于50KW,比如結(jié)果是5KW,那么我們就等價(jià)于用50KW設(shè)計(jì)容量的線路去帶動(dòng)一個(gè)5KW的負(fù)載,這對(duì)于電網(wǎng)而言,這種損失是不可估量的.
評(píng)論
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