一概述

　　功率因數是衡量電氣設備工作效率高低的一個系數，它的引出是由于部分交流電路中，視在功率和實際功率不等，即部分交流電流在負載里循環而不傳輸電能。

二相關概念

01基礎知識

　　視在功率：單口網絡端電壓和電流有效值的乘積，以字母“S”表示；

　　有功功率：在交流電路中指一個周期內發出或負載消耗的瞬時功率的積分平均值，以字母“P”表示；

　　無功功率：與電源交換能量的振幅值，以字母“Q“表示。

02計算公式

　　第一種方法：一般公式cosФ=P/S，cosФ是功率因數，P有功，S無功；

　　第二種方法：cosФ=R/Z，R電阻，Z總的阻抗；

　　第三種方法：cosФ=cosarctg(無功電量/有功電量)。

三對于正弦供電電路

　　三相電機的功率因數cosФ=功率/(1.732*電流*電壓)；

　　單相電機的功率因數cosФ=功率/(電流*電壓)；(電壓、電流都指有效值)。

　　在交流電路中，功率因數定義為有功功率與視在功率的比值，在正弦電路中，功率因數由電壓與電流之間的相位差(Ф)決定，用cosФ表示，在數值上等于有功功率和視在功率之比，或電阻和阻抗之比，在此情況下，功率因數有明確的物理意義，它就是電壓和電流之間的相角差的余弦值。

四對于非正弦供電電路

　　對于非正弦供電電路的功率因數計算，以電流非正弦、電壓正弦的供電情況為例，由功率因數的基本定義 cosФ=P/S=U₁*I₁*cosФ₁/U*I=(I₁/I)*cosФ₁(U₁，I₁為基波電壓和基波電流，I為總電流，電壓為正弦，U₁=U)。

　　我們記I₁/I=λ，則cosФ=λ*cosФ₁，此時，cosФ叫相移因子或者叫基波功率因數，λ稱為基波因子。

　　從公式可以看出，基波因子λ反映了諧波對功率因數的影響，顯然，在總電流I恒定的情況下，諧波電流越大，基波電流I₁就會越小，也就是基波因子λ越小，從而功率因數也就越小。相移因子就是基波電流相對電壓的滯后情況。在以前，電網中直流設備較少，所以諧波不多，大多數情況下基波電流I₁≈總電流I，所以基波因子λ≈1，cosФ≈cosФ₁，這就是以前我們把cosФ等同為功率因數的原因。在非正弦供電電路中，功率因數沒有明確的物理意義，我們應更多關注的是相移因子(基波功率因數)。

五提高功率因數方法

01提高自然因數

　　提高自然因數的方法主要有以下幾種：

　　1. 恰當選擇電動機容量，減少電動機無功消耗，防止“大馬拉小車”的狀況發生；

　　2. 對平均負荷小于其額定容量40%左右的輕載電動機，可將線圈改為三角形接法；

　　3. 避免電機或設備空載運行；

　　4. 合理配置配電變壓器，恰當地選擇其容量。

02人工補償法

　　一般采用電力電容器補償無功，即：在感性負載上并聯電容器。

　　在感性負載上并聯電容器的方法可用電容器的無功功率來補償感性負載的無功功率，從而減少甚至消除感性負載與電源之間原有的能量交換。

　　在交流電路中，純電阻電路負載中的電流與電壓同相位，純電感負載中的電流相位滯后于電壓90°，而純電容電路負載中的電流相位則超前于電壓90°，電容中的電流與電感中的電流相位相差180°，能相互抵消。

　　而電力系統中的負載大部分是感性的(變頻器為容性負載，在其電源端增加電抗器以提高功率因數)，因此總電流的相位將滯后電壓一個角度，將并聯電容器與負載并聯，則電容器的電流將抵消一部分電感電流，從而使總電流減小，功率因數將提高，我們見到最多的并聯電容器無功補償裝置也是由此得來。

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