提高感性负载功率因数.pptVIP

第1页，共31页，星期日，2025年，2月5日实验目的研究并联与感性负载（日光灯）的电容器对提高功率因数的作用，认识提高功率因数的实际意义。学习功率因数表、日光灯线路的连接，提高实际操作能力。第2页，共31页，星期日，2025年，2月5日实验原理 功率因数的高低涉及到对发电设备（如发电机、变压器等）利用电能的充分与否。为了有效地利用这些发电设备必须提高功率因数。 在电力系统中，提供电能的发电机是按要求的额定电压UN和额定电流IN设计的。发电机长期运行时，其电压和电流都不能超过额定值，否则会使发电机的寿命缩短,甚至损坏。发电机的容量是额定电压与额定电流之积第3页，共31页，星期日，2025年，2月5日，它是发电机在安全运行下所能产生的最大功率。所以要充分利用发电机应该使其能送出的平均功率等于该机的容量。 发电机在额定电压与额定电流下运行时送出的平均功率与所接负载的功率因数密切相关，即只有当所接负载是电阻时，因发电机送出的平均功率恰好等于发电机的容量，发电机才得到充分的利用，当负载是感性（或容性）时，由于，发电机送出的平均功率要小于该机的容量，发电机得第4页，共31页，星期日，2025年，2月5日不到充分的利用，因此为了尽可能充分利用发电容量，必须提高功率因数。 为了降低输电线上的损耗，也需要提高功率因数。输电线上的损耗为： 负载吸收的平均功率为： （是负载端电压的有效值）当负载的功率因数较低时，线路中的电流会增大，从而引起线路损耗增大。而当UL和PL不变时，提第5页，共31页，星期日，2025年，2月5日高功率因数可以降低输电线上的损耗。电力负载多数为感性负载，因此为了提高功率因数，一般采用在感性负载上并联电容器的办法。因为这样就可以用电容器的无功功率来补偿感性负载的无功功率，从而减少、甚至消除感性负载与电源之间的能量交换。提高感性负载功率因数提高的实验电路图如图5.8.1所示。以日光灯作为负载用可变电容器并联于电容两端，保持负载电压不变，改变电容值，观察总电流I与的变化。第6页，共31页，星期日，2025年，2月5日图5.8.1功率因数提高实验电路图第7页，共31页，星期日，2025年，2月5日实验仪器电工实验台 1台交流电流表 3只交流电压表 3只单相功率表 1只日光灯实验板 1块第8页，共31页，星期日，2025年，2月5日电工实验台第9页，共31页，星期日，2025年，2月5日交流电流表第10页，共31页，星期日，2025年，2月5日交流电压表第11页，共31页，星期日，2025年，2月5日单相功率表第12页，共31页，星期日，2025年，2月5日日光灯实验板第13页，共31页，星期日，2025年，2月5日实验步骤按图5.8.1接线，当C=0μF时，接通电源，使日光灯点亮，测量总电流I、总电压U、cosφ,以及灯管两端电压UR和镇流器端电压UL。数据填入表5.8.1内。I/AU/VP/WcosφUR/VUL/V表5.8.1日光灯电路参数测量第14页，共31页，星期日，2025年，2月5日电容值，C=1，2，3……，7μF。保持U不变，测量在不同C值时，电路总电流I、电感电流IL、电容电流IC与cosφ值。数所填入表5.8.2内C/μF)1233.544.5567I/AIL/AIC/AP/Wcosφ第15页，共31页，星期日，2025年，2月5日实验报告根据任务1测量所得的数据，计算日光灯的等效电阻及电感。画出cosφ－I、I－C曲线，说明它们的关系。第16页，共31页，星期日，2025年，2月5日实验现象随着电容容量的增加，电路总电流减小。当电容为4微法时，电路的总电流最小、功率因数最大。当电容容量继续增大时，电路电流增大负载性质转变容性。第17页，共31页，星期日，2025年，2月5日实验结果分析如何根据电流表的读数来判断负载功率因数等于1的情况？答：当电流表的读数最小时，负载功率因数等于1。在日光灯电路中，如果缺少启辉器，在确保安全的情况下，如何使日光灯点亮？答：用导线将启辉器两端短接，等日光灯点亮后再断开。第18页，共31页，星期日，2025年，2月5日实验相关知识预习知识及要求 相关知识点