在电功率上分为视在功率千伏安(kVA)、有功功率千瓦(kW)、无功功率千乏(kVar)三种。有功功率是实际消耗的功率,是把电能转化成了热能、光能、机械能等其它能量的功率。无功功率是需要的功率,但它没有把电能转化为热能、光能或机械能,而是以磁场或电场的形式转换,没有实际消耗,所以称无功功率。视在功率包括了有功功率与无功功率。
而P/S=cosφ,也就是有功功率与视在功率的比值等于功率因数。一般工矿企业用电负荷的自然功率因素在0.7-0.8之间。
功率因数也说明了有功功率的占比,也就是变压器的利用率,如果功率因数是0.7,1000kVA变压器只能带700kW负荷,如果功率因数是0.9,就能带900kW负荷,只有当功率因数为1时,1000kVA变压器才可带1000kW负荷。可见功率因数越高变压器的利用率越高,可带负荷越多,所以要尽可能提高功率因数。
最简单经济的方法是并联,利用容性负荷与感性负荷互补的特性,来补偿感性负荷的功率因数,使功率因数提高到0.9以上。
那么投入多少电容才能使功率因数从0.8提高到0.9以上呢?这就要计算功率因数为0.8所需的无功功率。根据前述功率三角形的关系式,在已知S=1000,P=800,计算出的无功功率Q=600kVar。理论上如果把功率因数提高到1,就要投入600KVar的补偿电容器,实际上只要提高到0.9以上就行。下面以把功率因数提高到0.95来计算。
也就是当功率因数为0.95时,视在功率只需842kVA,就能带800kW负荷。在已知S=842 P=800 时计算出的无功功率Q=263kVar。
在已知S=1143 P=800时所需的无功功率Q=816kVar,此时视在功率已超过143kVA,但只要提高功率因数,就可降低视在功率。功率因数为0.95时,所需的无功功率为263kVar,那么816-263=553kVar。只要投入553kVar的补偿电容器,就可把功率因数从0.7提高到0.95。此时只需842kVA的视在功率,还富余158kVA。
以上计算都据于功率三角形关系式及功率因数计算公式,从中也可知,一般应准备变压器容量一半的补偿电容器,用于提高功率因数。
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