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功率因数cosΦ

功率因数cosΦ

三相电机的电容不是用来节电的，是用来提供无功功率的，也就是无功功率

补偿在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率

因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，

即cosΦ=P/S。

电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等，大多属于电感性

负荷，这些电感性的设备在运行过程中不仅需要向电力系统吸收有功功率，还同

时吸收无功功率。因此在电网中安装并联电容器无功补偿设备后，将可以提供补

偿感性负荷所消耗的无功功率，减少了电网电源侧向感性负荷提供及由线路输送

的无功功率。减少了无功功率在电网中的流动，可以降低输配电线路中变压器及

母线因输送无功功率造成的电能损耗，这种措施称作功率因数补偿。

功率因数补偿的理论分析

功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的

功率因数为1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数

是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系

数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备

的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定

的标准要求。

(1)最基本分析：拿设备作举例。例如：设备功率为100个单位，也就是说，

有100个单位的功率输送到设备中。然而，因大部分电器系统存在固有的无功损

耗，只能使用70个单位的功率。很不幸，虽然仅仅使用70个单位，却要付100

个单位的费用。在这个例子中，功率因数是0.7(如果大部分设备的功率因数小于

0.9时，将被罚款)，这种无功损耗主要存在于电机设备中(如鼓风机、抽水机、

压缩机等)，又叫感性负载。功率因数是马达效能的计量标准。

(2)基本分析：每种电机系统均消耗两大功率，分别是真正的有用功(叫千瓦)

及电抗性的无用功。功率因数是有用功与总功率间的比率。功率因数越高，有用

功与总功率间的比率便越高，系统运行则更有效率。

(3)高级分析：在感性负载电路中，电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。

两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。功率因数越低，两个波形峰值则分隔

越大。保尔金能使两个峰值重新接近在一起，从而提高系统运行效率。

功率因数补偿方法无功补偿的主要目的就是提升补偿系统的功率因数。因

为供电局发出来的电是以KVA或者MVA来计算的，但是收费却是以KW，也

就是实际所做的有用功来收费，两者之间有一个无效功率的差值，一般而言就

是以KVAR为单位的无功功率。大部分的无效功都是电感性，也就是一般所谓

的电动机、变压器、日光灯……，几乎所有的无效功都是电感性，电容性的非

常少见。也就是因为这个电感性的存在，造成了系统里的一个KVAR值，三

者之间是一个三角函数的关系。KVA的平方=KW的平方+KVAR的平方。

简单来讲，在上面的公式中，如果今天的KVAR的值为零的话，KVA就会

与KW相等，那么供电局发出来的1KVA的电就等于用户1KW的消耗，此时成

本效益最高，所以功率因数是供电局非常在意的一个系数。用户如果没有达到理

想的功率因数，相对地就是在消耗供电局的资源，所以这也是为什么功率因数

是一个法规的限制。目前就国内而言功率因数规定是必须介于电感性的0.9～1

之间，低于0.9，或高于1.0都需要接受处罚。这就是为什么我们必须要把功

率因数控制在一个非常精密的范围，过多过少都不行。

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功率因数cosΦ

供电局为了提高他们的成本效益要求用户提高功率因数，那提高功率因数对

我们用户端有什么好处呢？

①通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变

压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身

电能的损耗。