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功率因数的提高

功率因数是反映电力系统的负荷特性的一个特征量。它的大小关系到电力系统的供电效率及用电设备的用电特性。功率因数小则表则无功功率大,而无功功率大在电力系统中会引起电压波动,并造成输电线中功率损耗增大。所以,提高功率因数有着重大的经济效益。其基本途径是就地供给负荷所需的无功功率,从而减少流经输电线路和变电设备的无功功率(见无功功率补偿)。至于改善用电的功率因数的主要方法则有:提高用电设备的功率因数和用户设置无功电源。

提高用电设备的功率因数

电动机、变压器在空载和轻载运行时的功率因数都很低,因此在确定这些设备的容量或确定生产工艺时,应考虑尽量减少空载运行时间、避免上述设备处于轻载运行状态。由于异步电动机的功率因数较低,同步电动机的功率因数可以调整,必要时还可向其他用电设备提供无功功率。因此,在技术经济可能的条件下,选用交流同步电动机。

用户设置无功电源

大多数用电设备都需用无功功率,如果全部或部分的无功功率由用户的无功电源来提供(称为无功补偿),用户的视在功率就等于或接近有功功率,即用电功率因数得到了改善。通常用户使用的无功电源是静电电容器,一般分成若干组,根据需要可部分投入运行或全部同时运行。其控制方式有:

(1)按时间控制。根据预测的负荷曲线,决定在不同的时间自动投入不同的补偿容量;

(2)按功率因数控制。实时测量用户的功率因数,并与整定值进行比较,然后自动投入相应的补偿容量;

(3)按无功功率控制。实时测量用户的无功功率,并与整定值进行比较,然后自动投入相应的补偿容量。对于用电大户,也有采用同期调相机作为无功电源的,可以提供较多无功功率,但其运行和维护不便。

在一些大型工厂中,负荷可能经常急剧变化,上述无功电源及其控制方式由于响应时间较慢而达不到使用要求。目前,又发展了几种快速实时动态无功补偿电源,如饱和电抗器式静止型动态无功补偿装置、高阻抗变压器式静止型动态无功补偿装置等。