功率因數(shù)超前和滯后

　　功率因數(shù)滯后：在交流電中，以電壓為基準，電流的相角比電壓的相角拖后一個角度，就叫電流滯后于電壓，電壓和電流滯后角度的COSф就是功率因素，因為電流滯后于電壓，就是滯后的功率因數(shù)。

　　功率因數(shù)超前：只有使用電容性元件的回路中，電流將超前于電壓，這時叫做超前的功率因數(shù)。

　　補充：一般出現(xiàn)在電感回路中，電感回路的特性是電流不能突變。當(dāng)交流電源在電感回路上導(dǎo)通的瞬間，電感回路呈現(xiàn)很大的感抗來阻止電流流過，所以將電流的相角滯后90度。由于現(xiàn)在使用的電器中，大部分都是電感性元件，所以回路中呈現(xiàn)電感的，也就是大部分供電回路呈現(xiàn)滯后的功率因數(shù)。當(dāng)電容補償太多，本地用電設(shè)備用不了，剩余的就反饋到供電系統(tǒng)中，這種現(xiàn)象就是超前。?

　　同步發(fā)電機功率因素超前與滯后

　　功率因素表顯示的超前與滯后，反映了線路中電壓電流的相位關(guān)系。滯后，是常見的情況，表示電流的相位滯后于電壓的相位，說明線路是感性的，以發(fā)電機類的負載為主。超前，是少見的情況，表示電流相位超前電壓相位，說明線路呈現(xiàn)容性，負載中電容過大，一般出現(xiàn)在電容補償補過頭了。正常的負載少見容性的。功率因素超前，通常會使電網(wǎng)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，容易產(chǎn)生震蕩，造成電網(wǎng)故障，故要盡量不免出現(xiàn)超前。 如果線路中沒有容性負載，功率因素顯示超前，通常是表計的接線有問題，否則就是表計壞了。

　　也可以簡單地這樣說，功率因數(shù)表顯示超前，是本電氣系統(tǒng)向供電電網(wǎng)輸送無功電流；功率因數(shù)表顯示滯后，是本電氣系統(tǒng)從供電電網(wǎng)吸入無功電流。

　　同步發(fā)電機的功率因數(shù)

　　一·增加它的勵磁電流，電動勢E0就增大，同步發(fā)電機就會在過勵狀態(tài)下運行。

　　這時，同步發(fā)電機定子電流越前端電壓（即為電容性），反電勢-E0比較大，發(fā)電機從電網(wǎng)吸取容性電流和容性無功功率，或者說向電網(wǎng)發(fā)出感性電流和感性無功功率。正好補償了附近電感性負載的余姚，使整個電網(wǎng)的功率因數(shù)得到了提高。

　　二·減小同步發(fā)電機的勵磁電流，-E0就減小，同步發(fā)電機就在欠勵狀態(tài)下運行。

　　這時同步發(fā)電機從電網(wǎng)吸收感性電流，對電網(wǎng)來說，就是增加了電感性負載，使負載需要的感性無功電流增加，降低了整個電網(wǎng)的功率因數(shù)。

　　因此同步發(fā)電機一般不在欠勵狀態(tài)下運行，是按照過勵的運行條件設(shè)計的。

　　同步發(fā)電機的勵磁電流不能過分加大，因為勵磁電流太大會引起定子電流增大，定子和轉(zhuǎn)子損耗都要增加，使電機的溫升增加。

　　同步發(fā)電機接入電網(wǎng)后。電網(wǎng)電壓和頻率是一定的，同步發(fā)電機從電網(wǎng)吸收的有功功率的大小由它所帶動的負載大小決定的。如果負載不變，調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流，就會使定子電流也發(fā)生變化。

　　同步發(fā)電機的功率因數(shù)是由勵磁電流決定的。

　　功率因數(shù)超前和滯后的區(qū)別

　　在交流電路中電壓和電流的相位有三種情況，當(dāng)負載是純電阻性質(zhì)時，電壓和電流相位相同；當(dāng)負載是（或含有）電感性質(zhì)時，電壓相位超前電流；當(dāng)負載是（或含有）容性負載時，電壓相位滯后電流，或者說，電流相位超前電壓，也就是你說的容性電流。如：平常用的異步電機，就是感性負載，用來補償電網(wǎng)功率因數(shù)的補償電容就是容性負載。

　　換一句話說，我們單方面討論電流的關(guān)系，把電壓作為一個對比的定值，這個時候可以表述為：

　　如是容性負載（電容器），那么他會導(dǎo)致最終電流超前90度，如果是電感則產(chǎn)生最終電流超前-90度（即滯后90度）

　　反過來說，在平面直角坐標系中，假設(shè)電壓為X軸水平方向，則是否超前則為Y軸垂直方向，當(dāng)為容性負載時為Y正半軸部分，感性負載為Y負半軸部分

　　無論是正超前還是負超前（滯后）都會導(dǎo)致功率因數(shù)下降，而純阻性負載其超前角或滯后角是0度，這個時候功率因數(shù)為1

　　正因為容性和感性具有這種相反的性質(zhì)，那么當(dāng)使用電動機等感性負載時，會導(dǎo)致嚴重的負超前，這個時候就應(yīng)當(dāng)使用足夠的電容器進行補償，使其無限逼近0度，保證功率因數(shù)無限的逼近1。

　　總之，功率因數(shù)下降，無論是正超前還是負超前都回導(dǎo)致下降，只有為0時才是最高的，而感性負載一應(yīng)用就肯定是負的了。所以就要用電容補償讓他接近0。

　　超前和滯后，對于送電系統(tǒng)而言，會導(dǎo)致輸送的有功能量下降，無功上升，換句話說，線路已經(jīng)負載50KW的功率，但事實上由于超前等原因功率因數(shù)下降，線路實際輸送的能量對設(shè)備做的功可能遠小于50KW，比如結(jié)果是5KW，那么我們就等價于用50KW設(shè)計容量的線路去帶動一個5KW的負載，這對于電網(wǎng)而言，這種損失是不可估量的.