什么是功率因數(shù)_功率因數(shù)計(jì)算公式_提高功率因數(shù)的方法

　　功率因數(shù)，是用來(lái)衡量用電設(shè)備（包括：廣義的用電設(shè)備，如：電網(wǎng)的變壓器、傳輸線(xiàn)路，等等）的用電效率的數(shù)據(jù)。

　　功率因數(shù)的定義公式：功率因數(shù)＝有功功率/視在功率。

　　有功功率，是設(shè)備消耗了的，轉(zhuǎn)換為其他能量的功率。

　　無(wú)功功率，是維持設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，但是并不消耗的能量。他存在于電網(wǎng)與設(shè)備之間，是電網(wǎng)和設(shè)備不可缺少的能量部分。但是無(wú)功功率如果被設(shè)備占用過(guò)多，就造成電網(wǎng)效率低下，同時(shí)，大量無(wú)功功率在電網(wǎng)中來(lái)回傳送，使得線(xiàn)損高企浪費(fèi)嚴(yán)重。

　　為了減少電網(wǎng)的無(wú)功傳送，就要求用戶(hù)在用電端，給設(shè)備提供無(wú)功功率，這種提供無(wú)功功率的行為，就是無(wú)功補(bǔ)償。提供無(wú)功功率的補(bǔ)償設(shè)備，稱(chēng)之為：無(wú)功補(bǔ)償裝置。比如深圳奧特電器公司的ATBX就地補(bǔ)償箱，就是非常有效的就地補(bǔ)償裝置。

功率因素表

　　其他：必須了解的：

　　視在功率，就使我們常說(shuō)的功率容量。計(jì)算：視在功率的平方＝有功功率的平方+無(wú)功功率的平方。

　　視在功率、有功功率、無(wú)功功率三者呈直角三角形關(guān)系。

　　注意：在沒(méi)有諧波的情況下，可以推導(dǎo)出：功率因數(shù)＝COSa （電壓電流角差的余弦）。但是有諧波的時(shí)候，上述表達(dá)式式不成立。這時(shí)很多人，包括很多專(zhuān)家都沒(méi)有意識(shí)到的一個(gè)情況。詳細(xì)公式，請(qǐng)見(jiàn)有關(guān)書(shū)籍。

　　功率因數(shù)計(jì)算公式

　　功率因數(shù)表示一個(gè)負(fù)荷所需要的有功功率和視在功率的比值。即COS￠=P/S

　　平常我們說(shuō)的系統(tǒng)的功率因數(shù)是整個(gè)電力系統(tǒng)有功功率和視在功率的比值，電路的功率因數(shù)、線(xiàn)路的功率因數(shù)、電機(jī)的功率因數(shù)等也相同。

　　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，即 COS∮＝P/S，在正弦電路中，功率因數(shù)由電壓與電流之間的相位差（∮）角決定，用COS∮表示，在數(shù)值上等于有功功率和視在功率之比，或電阻與阻抗之比。 在此情況下，單相正弦電路中，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。

　　在三相對(duì)稱(chēng)正弦電路中，各相的視在功率、功率因數(shù)均相同，三相對(duì)稱(chēng)正弦電路的總視在功率等于各相視在功率之和，三相對(duì)稱(chēng)電路的功率因數(shù)等于單相功率因數(shù)，因此三相對(duì)稱(chēng)電路的總視在功率、功率因數(shù)也都有明確的物理意義，三相總視在功率等于各相電壓電流有效值的乘積之和，三相功率因數(shù)就是等于單相功率因數(shù)。

　　功率因數(shù)較低的負(fù)荷工作時(shí)需要較多的無(wú)功功率。譬如電燈、電爐的功率因數(shù)COS￠=1，說(shuō)明它們吸消耗有功功率，異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)比較低，一般在0.7—0.85左右，說(shuō)明它們需要一定數(shù)量的無(wú)功功率。電動(dòng)機(jī)輸出功率很低時(shí)，所消耗的有功功率減少，但是所需要的無(wú)功功率基本不變，所以無(wú)功功率所占比例增大，電動(dòng)機(jī)的COS￠就更低，甚至低于0.5。

　　因此，對(duì)于發(fā)電廠來(lái)說(shuō)，就必須在輸出有功功率的同時(shí)，也輸出無(wú)功功率，在輸出的總功率中，有功功率和無(wú)功功率各占多少，不是決定于發(fā)電機(jī)，而是取決于負(fù)荷的需要，即取決于負(fù)荷的功率因數(shù)。如果功率因數(shù)過(guò)低，就表示在輸出功率中，無(wú)功功率的比例很大，這對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行是很不利的。

　　功率因數(shù)過(guò)低，電源設(shè)備的容量就不能充分利用。我們知道，電動(dòng)機(jī)和變壓器在運(yùn)行時(shí)不能超過(guò)額定電壓和額定電流，在相同的變壓器端電壓和輸出電流的情況下，負(fù)荷的功率因數(shù)越低，變壓器能輸出的有功功率就越少，電動(dòng)機(jī)也一樣。

　　負(fù)荷的功率因數(shù)越低，在保證變壓器的輸出電流不超過(guò)額定電流時(shí)，能夠輸出的有功功率就越少。也就是說(shuō)，有相當(dāng)大的一部分功率在電源和負(fù)載之間送過(guò)來(lái)又送回去，變壓器必須供給負(fù)荷所需要的這一部分功率，但是又不能做有用功。也就是變壓器不能充分利用。

　　功率因數(shù)過(guò)低，在線(xiàn)路上將引起較大的電壓降落的功率損失。在線(xiàn)路上輸送的有功功率一定時(shí)，功率因數(shù)越低，說(shuō)明線(xiàn)路上的無(wú)功功率越大，因而通過(guò)線(xiàn)路的電流越大。由于線(xiàn)路具有一定的阻抗，能量在線(xiàn)路上送過(guò)來(lái)又送回去，當(dāng)然會(huì)造成損失，電流越大，線(xiàn)路的壓降和功率損失就越大。線(xiàn)路的電壓降落增大，會(huì)使負(fù)載的電壓降低，而影響負(fù)載的正常工作。例如電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)降低，。線(xiàn)路功率損失增加，就會(huì)造成電能的浪費(fèi)。

　　因此要提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，并且改善電網(wǎng)供電質(zhì)量。功率因數(shù)的計(jì)算公式為：

　　功率因數(shù)計(jì)算公式分為好幾種：1）一般用公式COSφ＝P／S ， COSφ是功率因素；P有功；S無(wú)功；2）第二種可以用COSφ＝R/Z ，R電阻 Z總的阻抗；等方式。

　　在用Excel中，計(jì)算功率因數(shù)公式如下圖：

　　功率因數(shù)是指任意二端網(wǎng)絡(luò)（與外界有二個(gè)接點(diǎn)的電路）兩端電壓U與其中電流I之間的位相差的余弦 。在二端網(wǎng)絡(luò)中消耗的功率是指平均功率，也稱(chēng)為有功功率，它等于 由此可以看出，電路中消耗的功率P，不僅取決于電壓V與電流I的大小，還與功率因數(shù)有關(guān)。而功率因數(shù)的大小，取決于電路中負(fù)載的性質(zhì)。對(duì)于電阻性負(fù)載，其電壓與電流的位相差為0，因此，電路的功率因數(shù)最大（ ）；而純電感電路，電壓與電流的位相差為π／2，并且是電壓超前電流；在純電容電路中，電壓與電流的位相差則為－（π／2），即電流超前電壓。在后兩種電路中，功率因數(shù)都為0。對(duì)于一般性負(fù)載的電路，功率因數(shù)就介于0與1之間。

　　一般來(lái)說(shuō)，在二端網(wǎng)絡(luò)中，提高用電器的功率因數(shù)有兩方面的意義，一是可以減小輸電線(xiàn)路上的功率損失；二是可以充分發(fā)揮電力設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器等）的潛力。因?yàn)橛秒娖骺偸窃谝欢妷篣和一定有功功率P的條件下工作，由公式：

　　可知，功率因數(shù)過(guò)低，就要用較大的電流來(lái)保障用電器正常工作，與此同時(shí)輸電線(xiàn)路上輸電電流增大，從而導(dǎo)致線(xiàn)路上焦耳熱損耗增大。另外，在輸電線(xiàn)路的電阻上及電源的內(nèi)組上的電壓降，都與用電器中的電流成正比，增大電流必然增大在輸電線(xiàn)路和電源內(nèi)部的電壓損失。因此，提高用電器的功率因數(shù)，可以減小輸電電流，進(jìn)而減小了輸電線(xiàn)路上的功率損失。

　　提高功率因數(shù)的方法

　　兩種：提高自然功率因數(shù)；人工補(bǔ)償無(wú)功功率。

　　提高自然功率因數(shù)的方法：合理選擇異步電機(jī)；避免變壓器空載運(yùn)行；合理安排和調(diào)整工藝流程，改善機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況；在生產(chǎn)工藝允許條件下，采用同步電動(dòng)機(jī)代替異步電動(dòng)機(jī)。

　　人工補(bǔ)償無(wú)功功率： 裝用無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行人工補(bǔ)償，電力用戶(hù)常用的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備是電力電容器。