一概述

　　功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備工作效率高低的一個(gè)系數(shù)，它的引出是由于部分交流電路中，視在功率和實(shí)際功率不等，即部分交流電流在負(fù)載里循環(huán)而不傳輸電能。

二相關(guān)概念

01基礎(chǔ)知識(shí)

　　視在功率：單口網(wǎng)絡(luò)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(gè)周期內(nèi)發(fā)出或負(fù)載消耗的瞬時(shí)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(jì)算公式

　　第一種方法：一般公式cosФ=P/S，cosФ是功率因數(shù)，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(jī)的功率因數(shù)cosФ=功率/(1.732*電流*電壓)；

　　單相電機(jī)的功率因數(shù)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(shù)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(shù)由電壓與電流之間的相位差(Ф)決定，用cosФ表示，在數(shù)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(shù)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(shù)計(jì)算，以電流非正弦、電壓正弦的供電情況為例，由功率因數(shù)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(shí)，cosФ叫相移因子或者叫基波功率因數(shù)，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(shù)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(huì)越小，也就是基波因子λ越小，從而功率因數(shù)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(wǎng)中直流設(shè)備較少，所以諧波不多，大多數(shù)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(shù)的原因。在非正弦供電電路中，功率因數(shù)沒有明確的物理意義，我們應(yīng)更多關(guān)注的是相移因子(基波功率因數(shù))。

五提高功率因數(shù)方法

01提高自然因數(shù)

　　提高自然因數(shù)的方法主要有以下幾種：

　　1. 恰當(dāng)選擇電動(dòng)機(jī)容量，減少電動(dòng)機(jī)無功消耗，防止“大馬拉小車”的狀況發(fā)生；

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

　　3. 避免電機(jī)或設(shè)備空載運(yùn)行；

　　4. 合理配置配電變壓器，恰當(dāng)?shù)剡x擇其容量。

02人工補(bǔ)償法

　　一般采用電力電容器補(bǔ)償無功，即：在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器。

　　在感性負(fù)載上并聯(lián)電容器的方法可用電容器的無功功率來補(bǔ)償感性負(fù)載的無功功率，從而減少甚至消除感性負(fù)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(fù)載中的電流與電壓同相位，純電感負(fù)載中的電流相位滯后于電壓90°，而純電容電路負(fù)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(tǒng)中的負(fù)載大部分是感性的(變頻器為容性負(fù)載，在其電源端增加電抗器以提高功率因數(shù))，因此總電流的相位將滯后電壓一個(gè)角度，將并聯(lián)電容器與負(fù)載并聯(lián)，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(shù)將提高，我們見到最多的并聯(lián)電容器無功補(bǔ)償裝置也是由此得來。

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