功率因数校正技术论文答辩

设电源相电压220V，频率50Hz，则一相总阻抗模为

|Z|=√[R^2+(ωL)^2]=√[(4+20)^2+(314×)^2]= √6446=Ω

负载电流计算值I=U/|Z|=

仿真结果亦是

可以把电容从小到大试起来进行补偿，观察电源电流下降情况，到电源电流下降到最小值时，就是全补偿。但是这种试凑法一是慢，可能需要数小时，二是很难知道究竟何时功率因数补偿到！

较好的方法是仿真前事先进行计算，确定补偿电容值，再仿真观察补偿效果。

R^2+(ωL)^2=20^2+(314×)^2=6079Ω^2

一相负载功率可计算为

P=U^2R/[R^2+(ωL)^2]=220^2×20/6079=159W

cosφ=R/√[R^2+(ωL)^2]=20/√6079=

φ=°

cosφ1=

φ1=°

C=(P/ωU^2)(tanφ- tanφ1)

=[159/(314×220^2)](°- °)

=×10^-6F=μF

Multisim电路不能串进电流表，而是拖过来测试笔(Measurement Probe)放在线路上即可以显示电流有效值等。

电阻功率要设定为500W以上，电容耐压要设定为500V以上，防止烧毁致使仿真中断。

三个补偿电容都取μF，仿真结果I=，见附图，比原始电流值降低

()=，线路电流相对降低

你这是啥电路呀，一点也不正规，电动机的补偿是按电动机的功率而变化的，一般是每KW 。都可查表得到。

呵呵 目的是一样的，都是提高设备的功率因数，但是方法和原理是不一样的，区别还很大。 功率因数校正（PFC)，通常针对直流设备，是在设备内部进行的，主要是消除整流的谐波。原理是让整流输出端的电压，跟随输入端的电压，从而使整流部分呈现线性负载特性，消除了谐波，提高了功率因数。 无功补偿，通常是在设备外部做的，是针对感性负载的电流滞后，用电容补偿感性负载的无功功率，从而降低感性负载对电源的无功需求，提高功率因数。（对于容性设备用电感补偿也一样）。补充：摘录公司的教材给你参考：24. 谐波对功率因数的影响如何？这是一个比较复杂的问题。需要运用较深的数学知识。这里我们只给出结论。从功率因数的基本定义公式：η= P有/PS在有谐波的情况下，加入谐波的参数，再通过比较复杂的数学运算，我们可以得到这样一个公式：η ＝（I1/I）•cosφ＝λ•cosφ其中：λ，叫基波因子。I1 是基波电流， I是总电流。cosφ，叫相移因子，或者叫基波功率因数。从公式可以看出，基波因子反映了谐波对功率因数的影响。显然，在总电流I恒定时，谐波电流越大，基波I1就会越小，也就是基波因子就越小，从而功率因数也就越小。相移因子（基波功率因数）就是基波电流相对电压的滞后情况，是我们熟悉的计算公式。以前，电网中直流设备较少，所以谐波不多，大多数情况下：基波电流I1 ≈总电流I，所以：基波因子λ≈1所以有：η≈cosφ这就是以前我们把cosφ等同为功率因数的原因。因此，以前我们不了解谐波，或者谐波较小时，考虑无功补偿，都主要考虑移相因子的作用，长此下来，我们就把基波功率因数（移相因子）作为了电网的功率因数的来理解。因此，在有谐波的情况下，基波因子λ小于1，移相因子就算＝1，电网的功率因数也都是小于1的。也就是说，有谐波时，仅仅用电容器补偿，功率因数是很难达标的。25. 如何消除谐波？消除谐波，从现阶段的技术上看，难度较高。消谐的设备，通常也很贵。消除谐波，常用的方法是采用滤波器。滤波器分：有源滤波器和无源滤波器。无源滤波器，就是用电抗器+电容器组成的专用设备，又叫LC滤波器。无源滤波器可靠耐用，但是体积大、重量大、对谐波的适应能力差，只能针对负荷比较稳定的特定负载。如果用户的设备变化了，甚至负载变化了，它的滤波作用就要降低。有源滤波器，它其实是一个类似变频器的谐波源。它发出与线路谐波幅度相等、相位相反（反180度）的谐波，去抵消线路谐波，从而达到消除谐波的目的。有源滤波器还可以设置成滤波补偿一体化，不仅仅滤出线路的谐波，还可以直接补偿滞后的基波电流，使基波电流的相位得到补偿，提高功率因数。有源滤波器是滤波和补偿设备的发展方向，但是现阶段还不够普及，原因是：价格高，功率容量较小，可靠性较低，前期需要的仪器仪表复杂测量，后期的设计与安装需要较高的技术水平，等等。

首先，要说明一下，通常我们写作“功率因数”，它是个数，是个系数，不大于1的系数。也就是本来可以做的功，但是实际做不到那么多，做了一些无用功，所以乘上一个系数。看看百科的解释，基本上回答了你的问题。在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S功率因数的大小与电路的负荷性质有关， 如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大， 从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。(1) 最基本分析：拿设备作举例。例如：设备功率为100个单位，也就是说，有100个单位的功率输送到设备中。然而，因大部分电器系统存在固有的无功损耗，只能使用70个单位的功率。很不幸，虽然仅仅使用70个单位，却要付100个单位的费用。在这个例子中，功率因数是 (如果大部分设备的功率因数小于时，将被罚款)，这种无功损耗主要存在于电机设备中(如鼓风机、抽水机、压缩机等)，又叫感性负载。功率因数是马达效能的计量标准。(2) 基本分析：每种电机系统均消耗两大功率，分别是真正的有用功(叫千瓦)及电抗性的无用功。功率因数是有用功与总功率间的比率。功率因数越高，有用功与总功率间的比率便越高，系统运行则更有效率。(3) 高级分析：在感性负载电路中，电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。功率因数越低，两个波形峰值则分隔越大。保尔金能使两个峰值重新接近在一起，从而提高系统运行效率。 对于功率因数改善电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等，大多属于电感性负荷，这些电感性的设备在运行过程中不仅需要向电力系统吸收有功功率，还同时吸收无功功率。因此在电网中安装并联电容器无功补偿设备后，将可以提供补偿感性负荷所消耗的无功功率，减少了电网电源侧向感性负荷提供及由线路输送的无功功率。由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿的效益。 本文章来自：博研联盟论坛 无功补偿的主要目的就是提升补偿系统的功率因数。因为供电局发出来的电是以KVA或者MVA来计算的，但是收费却是以KW，也就是实际所做的有用功来收费，两者之间有一个无效功率的差值，一般而言就是以KVAR为单位的无功功率。大部分的无效功都是电感性，也就是一般所谓的电动机、变压器、日光灯……，几乎所有的无效功都是电感性，电容性的非常少见。也就是因为这个电感性的存在，造成了系统里的一个KVAR值，三者之间是一个三角函数的关系： 本文章来自：博研联盟论坛 KVA的平方=KW的平方+KVAR的平方文字 本文章来自：博研联盟论坛 简单来讲，在上面的公式中，如果今天的KVAR的值为零的话，KVA就会与KW相等，那么供电局发出来的1KVA的电就等于用户1KW的消耗，此时成本效益最高，所以功率因数是供电局非常在意的一个系数。用户如果没有达到理想的功率因数，相对地就是在消耗供电局的资源，所以这也是为什么功率因数是一个法规的限制。目前就国内而言功率因数规定是必须介于电感性的～1之间，低于，或高于都需要接受处罚。这就是为什么我们必须要把功率因数控制在一个非常精密的范围，过多过少都不行。 本文章来自：博研联盟论坛 本文章来自：博研联盟论坛 供电局为了提高他们的成本效益要求用户提高功率因数，那提高功率因数对我们用户端有什么好处呢？ 本文章来自：博研联盟论坛 ① 通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。 本文章来自：博研联盟论坛 ② 藉由良好功因值的确保，从而减少供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，改善电能的质量。 本文章来自：博研联盟论坛 ③ 可以增加系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低，那么在既有设备容量不变的情况下，装设电容器后，可以提高功率因数，增加负载的容量。 本文章来自：博研联盟论坛 举例而言，将1000KVA变压器之功率因数从提高到时： 本文章来自：博研联盟论坛 补偿前：1000× 本文章来自：博研联盟论坛 补偿后：1000× 本文章来自：博研联盟论坛 同样一台1000KVA的变压器，功率因数改变后，它就可以多承担180KW的负载。 本文章来自：博研联盟论坛 ④ 减少了用户的电费支出；透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠。 本文章来自：博研联盟论坛 本文章来自：博研联盟论坛 此外，有些电力电子设备如整流器、变频器、开关电源等；可饱和设备如变压器、电动机、发电机等；电弧设备及电光源设备如电弧炉、日光灯等，这些设备均是主要的谐波源，运行时将产生大量的谐波。谐波对发动机、变压器、电动机、电容器等所有连接于电网的电器设备都有大小不等的危害，主要表现为产生谐波附加损耗，使得设备过载过热以及谐波过电压加速设备的绝缘老化等。 本文章来自：博研联盟论坛 并联到线路上进行无功补偿的电容器对谐波会有放大作用，使得系统电压及电流的畸变更加严重。另外，谐波电流叠加在电容器的基波电流上，会使电容器的电流有效值增加，造成温度升高，减少电容器的使用寿命。 本文章来自：博研联盟论坛 谐波电流使变压器的铜损耗增加，引起局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热等。 本文章来自：博研联盟论坛 谐波污染也会增加电缆等输电线路的损耗。而且谐波污染对通讯质量有影响。当电流谐波分量较高时，可能会引起继电保护的过电压保护、过电流保护的误动作。 本文章来自：博研联盟论坛 因此，如果系统量测出谐波含量过高时，除了电容器端需要串联适宜的调谐（detuned）电抗外，并需针对负载特性专案研讨加装谐波改善装置。