细说电解质溶液的导电性
电解质溶液导电是因为有自由移动的离子，所以总的说来，离子浓度越高，离子所带的电荷越多，其溶液的导电性就越强。
一、强、弱电解质溶液导电性的比较
1．物质浓度相同的强、弱电解质溶液，由于弱电解质是部分电离，离子浓度低，此时强电解质溶液的导电性强。因此在相同浓度、相同温度下，做导电能力的对比实验就可以判断强弱电解质。
2．强电解质溶液的导电性不一定比弱电解质溶液的导电性强，如：常温下，10克醋酸与10克硫酸钡分别加入100克水中配成的溶液中，醋酸的导电性强。因为硫酸钡难溶于水，只有极小部分溶于水，但溶于水的部分全部发生电离，所以硫酸钡溶液的导电性差，但硫酸钡是强电解质。
3．电解质导电一般要溶于水，如固体氯化钠、纯硫酸是不能导电的。
4．物质溶于水形成的溶液能导电，该物质不一定是电解质，如Cl2、SO2的水溶液导电，但SO2是非电解质，Cl2既不是电解质又不是非电解质。
二、影响电解质溶液导电性的因素
1．加其它电解质
①一般来说，强电解质溶液中加强电解质，导电能力变化不大，如氯化钠溶液中加硝酸钾，但氢氧化钡溶液中加硫酸或硫酸铜时，在增加电解质的过程中会出现难导电的极点，因为它们能相互反应生成沉淀和难电离物质，出现极点后，继续增加电解质，溶液的导电性又会增强。
②一般来说，弱电解质溶液中加弱电解质，导电能力变化不大，如醋酸溶液中冰醋酸，但氨水中加冰醋酸时，溶液的导电性会显著增强，因为它们相互反应生成强电解质醋酸铵；亚硫酸溶液中加入氢硫酸时，溶液的导电性会显著减弱，因为它们相互反应生成弱电解质水和单质硫。
③强电解质溶液中加弱电解质，导电能力变化不大。
④弱电解质溶液中加强电解质，导电能力显著增强。
2．加水稀释：一般来说，加水稀释电解质溶液的导电性是减弱的，但浓醋酸在加水稀释时，有一段时间内导电性会略为增强，因为浓醋酸的电离度很小，加水后的一段时间内，醋酸电离度的增加是主要变化，溶液体积增加是次要变化。
3．升高温度：一般来说，电解质溶液升高温度时，导电能力增强，因为温度高离子运动速率大，其中弱电解质溶液如醋酸溶液变化尤为明显，但不会是温度越高，导电能力越强，因为高温时，弱电解质可能会挥发。值得注意的是，金属的导电性随着温度的升高而减弱，因为温度高时电阻大。
4．亚硫酸溶液中通氯气，导电能力增强，亚硫酸溶液露置于空气中一段时间后，导电性也增强，因为亚硫酸具有还原性，与氯气、氧气反应生成硫酸等。
阿伦尼乌斯方程是瑞典化学家阿伦尼乌斯提出的关于化学反应的速率常数与温度之间的关系式。
阿伦尼乌斯方程可以表示为以下形式:
lnk=lnk0-Ea/RT
Ea 表示活化能。
阿伦尼乌斯方程为:
式中:k - 反应速率常数，min-1
k0 - 频率因子常数，min-1
Ea - 反应活化能，J/mol
R -摩尔气体常数，8.314J/(mol×K)
T - 绝对温度，K阿仑尼乌斯是瑞典杰出的物理化学家，电离学说的创立者，也是物理化学创始人之一。
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1859年2月19日，他出生于瑞典乌普萨拉(Uppsala)的大学教师家庭，6岁时就能进行复杂的计算，少年时期显出数、理、化方面的特长，成绩一直名列前茅，在大学时被校方认为是奇才。他用法文写的博士论文题为"电解质的电导率研究"和"电解质的化学理论"，首次提出了电离学说。但当时在本校未获重视，他将论文分寄给当时有名的化学家，得到奥斯特瓦尔德的推崇，邀请他到俄国里加工学院当副教授，后来又得到科尔劳乌施和范霍夫的指点，于1887年用德文发表了"论水溶液中物质的电离"一文。1889年，他到德国奥斯特瓦尔德实验室作实验，提出了反应速率的指数定律和活化分子，活化能的概念。阿伦尼乌斯的最大贡献是1887年提出电离学说:电解质是溶于水中能形成导电溶液的物质;这些物质在水溶液中时，一部分分子离解成离子;溶液越稀，离解度就越大。这一学说是物理化学发展初期的重大发现，对溶液性质的解释起过重要的作用。它是物理和化学之间的一座桥梁(见阿伦尼乌斯电离理论)。阿伦尼乌斯的研究领域广泛。1889年提出活化分子和活化热概念，导出化学反应速率公式(阿伦尼乌斯方程)。他还研究过太阳系的成因、彗星的本性、北极光、天体的温度、冰川的成因等，并最先对血清疗法的机理作出化学上的解释。阿伦尼乌斯因创立电离学说而获1903年诺贝尔化学奖。1902年还曾获英国皇家学会戴维奖章。著有《宇宙物理学教程》、《免疫化学》、《溶液理论》和《生物化学中的定量定律》等。
在 9世纪上半叶，已经有人提出了电解质在溶液中产生离子的观点，但在较长时期内，科学界普遍赞同法拉第的观点，认为溶液中“离子是在电流的作用下产生的”。阿累尼乌斯在研究电解质溶液的导电性时发现，浓度影响着许多稀溶液的导电性。阿累尼乌斯对这一发现非常感兴趣，特地向导师请教，埃德伦德教授很欣赏他的敏锐的观察能力，为他指出了进一步做好实验、深入探索是关键所在。阿累尼乌斯在实验中对教授设计的仪器做了大胆的改进，几个月的时间过去了，他得到了一大堆实验测量的结果。处理、计算这些结果又用去了好长时间。此间他又发现了一些更有趣的事实。例如，气态的氨是根本不导电的，但氨的水溶液却能导电，而且溶液越稀导电性越好。大量的实验事实表明，氢卤酸溶液也有类似的情况。多少个不眠之夜过去了，阿累尼乌斯紧紧地抓住稀溶液的导电问题不放。他的独到之处就是，把电导率这一电学属性，始终同溶液的化学性质联系起来，力图以化学观点来说明溶液的电学性质。 883年5月，他终于形成了电离理论的基本观点。他认为，当溶液稀释时，由于水的作用，它的导电性增加，为什么呢？他指出：“要解释电解质水溶液在稀释时导电性的增强，必须假定电解质在洛液中具有两种不同的形态，非活性的一分子形态，活性的——离子形态。实际上，稀释时电解质的部分分子就分解为离于，这是活性的形态；而另一部分则不变，这是非活性的形态……”他又说：“当溶液稀释时，活性形态的数量增加，所以溶液导电性增强”。伟大的发现！阿累尼乌斯的这些想法，终于突破了法拉第的传统观念，提出了电解质自动电离的新观点。为了从理论上概括和阐明自己的研究成果和新的创见，他写成了二篇论文。第一篇是叙述和总结实验测量和计算的结果。题为“电解质的电导率研究”，第二篇是在实验结果的基础上，对于水溶液中物质形态的理论总结，题名为：“电解质的化学理论”，专门阐述电离理论的基本思想。阿累尼乌斯把这两篇论文，送到瑞典科学院请求专家们审议。 883年6月6日经过斯德哥尔摩的瑞典科学院讨论后，被推荐予以发表，刊登在 884年初出版的《皇家科学院论著》杂志的第十一期上。
883年底，当阿累尼乌斯收到上述杂志关于这两篇论文的校样后，他又产生了一个想法。他把其中的主要内容集中起来，写成《电解质的导电性研究》作为学位论文送交乌普萨拉大学。该校学术委员会接受了他的申请，决定在 884年5月进行公开的论文答辩。答辩会争论得非常激烈。阿累尼乌斯以大量无可辩驳的实验事实，说明电解质在水中的离解，精辟地阐述了自己的新见解，受到多数委员和与会者的赞许。但是，阿累尼乌斯的导师塔伦教授表示，他对实验事实无任何异议，只是对电解质在水溶液中自动电离的观点不能理解。另一位导师克莱夫教授则提出，他对阿累尼乌斯的实验事实持怀疑态度，认为电解质在水溶液中自动电离的观点是十分荒唐的。阿累尼乌斯反复列举出大量实验事实来支持自己的观点，他引证了早在 857年德国科学家鲁道夫·克劳晋斯提出的电解质在水溶液中不用通过电流就会产生离子的假设，也引用了德国化学家奥斯特瓦尔德的研究成果来为自己的观点辩解。但最后，由于委员会支持教授们的意见，阿累尼乌斯的答辩成绩只得了3分。
一场激烈的辩论过去了，阿累尼乌斯并未因成绩不佳而灰心。相反，他坚信自己的观点是正确的。为了寻求更加广泛而公正的评价，答辩后第二天，他就把自己的论文分别寄给了欧洲的一些著名科学家。不久，他收到了来自波恩的克劳晋斯的复信。住在杜宾根的L.迈尔，长居俄国里加的W.奥斯特瓦尔德，以及荷兰的青年化学家范霍夫也都先后给他写来了评价很高的支持信件。其中，奥斯特瓦尔德对阿累尼乌斯的工作表现出特殊的兴趣。他不仅充分肯定了这位青年人的实验成果，而且信中还提出了许多有关研究酸的催化作用的问题，建议同他一起研讨共同感兴趣的课题。这封信成了他们后来长期合作的开端。 884年8月、奥斯特瓦尔德专程来到鸟普萨拉会见这位青年学者。共同的志趣，相同的学术观点，使他们结下了深厚的友谊。奥斯特瓦尔德肯定阿累尼乌斯的电离学说新观点从理论上说明了酸起催化作用的根本原因。一位欧洲著名学者的来访，轰动了暑假中宁静的乌普萨拉大学的校园。克莱夫等么些教授，对阿累尼乌斯受到如此特别器重，都感到十分惊奇。在国内，斯德哥尔摩的埃德伦德教授、彼得松教授等少数知名科学家也表示支持阿累尼乌斯的新见解。大学当局决定，再次为阿累尼乌斯举行论文答辩：当年冬天的这次答辩进行得异常顺利，论文被通过。不久，阿累尼乌斯被任命为物理化学副教授。只有固执的克莱夫教授及其支持者们，仍然拼命地反对新生的电离理论。因此，阿累尼乌斯只好离开乌普萨拉城，重新回到斯德哥尔摩在埃德伦德教授的领导下工作。在那里，他继续深入研究电解质的导电性。
埃德伦德非常器重阿累尼乌斯的知识和敏锐的观察能力，特别赞赏他那敢于冲破传统观念、追求真理的精神，对他的工作予以全面支持和热心指导。在教授的帮助下，他的科学成果受到了普遍重视。 885年底，阿累尼乌斯获得瑞典科学院的一笔奖金，从而使他有了出国深造的条件。
886年，他首先来到俄国，在里加工学院奥斯特瓦尔德的实验室里，完成了他们早已确定的合作计划。接着他去武尔茨堡，在电学家科尔劳什教授的实验室里，研究气体的导电性，还研究了作为溶剂的水，在电离过程中所起的作用。随着研究工作的进展，阿累尼乌斯的学术水平提高很快。但他同时越发感到自己的知识不足，他需要学习更多、更广泛的知识。为了不断扩大自己的知识面，他必须向更多的具有不同学术风格和特长的专家去求教。于是，在 887 年他又去了格拉茨，在玻尔兹曼的实验室里工作。 888年初，他到了荷兰的阿姆斯特丹。他同范霍夫合作，进行了一系列与电解质溶液冰点降低有关的测定。他们根据实验结果，计算了范霍夫关于稀溶液渗透压公式中的等渗系数之值以及电离度等数据，并以电离理论加以解释。这种合作使双方都得到启迪，感到收益巨大。此后，阿累尼乌斯赶到莱比锡，在奥斯特瓦尔德领导的物理化学研究所从事新的实验研究，进一步丰富与完善了电离理论。
题目：低压网功率因数对供电企业的影响
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专业：电气工程及其自动化
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摘要
随着我国电力的不断发展，对于供用电的要求也越来越严格，它是我们日常生活中不可缺少的部分，是整个国民经济的重要组成部分，它直接影响着工农业生产的发展和人民生活的提高，是当今社会经济发展和人民群众日常生活不可缺少的主要能源。对广大供电企业来说，用户功率因数的高低，直接关系到电力网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约用电和整个供电区域的供电质量，这是众所周知的道理。因此，提高电力系统的功率因数，已成为电力工业中一个重要课题，而提高电力系统的功率因数，首先就要提高各用户的功率因数。文中简要集中探讨了影响电网功率因数的主要因素以及低压无功补偿的几种使用方法，以及确定无功补偿容量从而提高电力系统功率因数的一般方法。
[关键词] 功率因数 影响因素 补偿方法 容量确定
目录
一、绪论 4
二、主要内容： 6
1、影响功率因数的主要因素 6
1.1、电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备 6
1.2、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响 7
1.3、电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响 7
2、低压网的无功补偿 8
2.1、低压网无功补偿的一般方法 8
2.1.1、 随机补偿 8
2.1.2、 随器补偿 8
2.1.3、跟踪补偿 9
2.2、 采用适当措施，设法提高系统自然功率因数 9
2.2.1、合理选用电动机 10
2.2.2、 提高异步电动机的检修质量 10
2.2.3、 采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿 10
2.2.4、 正确选择变压器容量提高运行效益 11
3、 功率因数的人工补偿 12
3.1、 变电站最常用的安装并联电容器组 12
3.2 并联补偿移相电容器，应满足以下电压和容量的要求 12
3.3 分相补偿 13
三、结束语 14
四、参考文献 15
一、绪论
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，无功功率是恒量能量转换规模的物理量；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。
在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数COSφ，其计算公式为：COSφ=P/S
在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
用户功率因数的高低，对于电力系统发、供、用电设备的充分利用，有着显著的影响。无功功率补偿，又叫就地补偿，适当提高用户的功率因数，不但可以充分的发挥发、供电设备的生产能力、减少线路损失、改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。因此，对于全国广大供电企业，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，改善提高用户功率因数，而且能够有效地降低电能损失，减少用户电费。其社会效益及经济效益都会是非常显著的。
二、主要内容：
1、影响功率因数的主要因素
1.1、电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备
大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。电力变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。
1.2、供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响
当供电电压高于额定值的10%时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。由Q=UI*Sin?推出Sin?=Q∕UI,所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。
1.3、电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响
综上所述，我们知道了影响电力系统功率因数的一些主要因素，因此我们要寻求一些行之有效的、能够使低压电力网功率因数提高的一些实用方法，使低压网能够实现无功的就地平衡，达到降损节能的效果。
2、低压网的无功补偿
2.1、低压网无功补偿的一般方法
低压无功补偿我们通常采用的方法主要有三种：随机补偿、随器补偿和跟踪补偿。下面简单介绍这三种补偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。
2.1.1、 随机补偿
随机补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。此种方式可较好地限制农网无功峰荷。
随机补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，不会造成无功倒送，而且不需频繁调整补偿容量。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。
2.1.2、 随器补偿
随器补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器二次侧，以无功补偿配电变压器空载无功的补偿方式。配变在轻载或空载时的无功负荷主要是变压器的空载励磁无功，配变空载无功是农网无功负荷的主要部分，对于轻负载的配变而言，这部分损耗占供电量的比例很大，从而导致电费单价的增加，不利于电费的同网同价。
随器补偿的优点：接线简单、维护管理方便、能有效地补偿配变空载无功，限制农网无功基荷，使该部分无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低无功网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。
2.1.3、跟踪补偿
跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4KV母线上的补偿方式。适用于100KVA以上的专用配电用户，可以替代随机、随器两种补偿方式，补偿效果好。
跟踪补偿的优点是运行方式灵活，运行维护工作量小，比前两种补偿方式寿命相对延长、运行更可靠。但缺点是控制保护装置复杂、首期投资相对较大。但当这三种补偿方式的经济性接近时，应优先选用跟踪补偿方式。
2.2、 采用适当措施，设法提高系统自然功率因数
提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。下面将对提高自然功率因数的措施做一些简要的介绍。
2.2.1、合理选用电动机
合理选择电动机，使其尽可能在高负荷率状态下运行。在选择电动机时，既要注意它们的机械特性，又要考虑它们的电气指标。举例说，三相异步电动机（100KW）在空载时功率因数仅为0.11，1/2负载时约为0.72，而满负载时可达0.86。所以核算负荷小于40%的感应电动机，应换以较小容量的电动机，并合理安排和调整工艺流程，改善运行方式，限制空载运转。故从节约电能和提高功率因数的观点出发，必须正确合理的选择电动机的容量。
2.2.2、 提高异步电动机的检修质量
实验表明，异步电动机定子绕组匝数变动和电动机定、转子间的气隙变动是对异步电动机无功功率的大小有很大影响。因此检修时要特别注意不使电动机的气隙增大，以免使功率因数降低。
2.2.3、 采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿
由电机原理可知，同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功取决于转子中的励磁电流大小，在欠激状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过激状态时，定子绕组向电网“送出”无功。因此，只要调节电机的励磁电流，使其处于过激状态，就可以使同步电机向电网“送出”无功功率，减少电网输送给工矿企业的无功功率，从而提高了工矿企业的功率因数。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行状态，这就是“异步电动机同步化”。因而只要调节电机的直流励磁电流，使其呈过激状态，即可以向电网输出无功，从而达到提高低压网功率因数的目的。
2.2.4、 正确选择变压器容量提高运行效益
对于负载率比较低的变压器，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。如：对平均负荷小于30%的变压器宜从电网上断开，通过联络线提高负荷率。
通过以上一些提高加权平均功率因数和自然功率因数的叙述，或许我们已经对“功率因数”这个简单的电力术语有了更深的了解和认识。知道了功率因数的提高对电力企业的深远影响，下面我们将简单介绍对用电设备进行人工补偿的方式和对补偿容量的确定方法。
3、 功率因数的人工补偿
功率因数是工厂电气设备使用状况和利用程度的具有代表性的重要指标，也是保证电网安全、经济运行的一项主要指标。供电企业仅仅依靠提高自然功率因数的办法已经不能满足工厂对功率因数的要求，工厂自身还需要装设补偿装置，对功率因数进行人工补偿。
3.1、 变电站最常用的安装并联电容器组
从上图可以看出，在原来的电路中根据基尔霍夫定律，流入的电流等于流出的电流，但是并联接入电容器，在相量图中得知?角明显小于原来的角，因此，能提高功率因数，提高线路电能传输能力，减少线路上的损耗。
3.2 并联补偿移相电容器，应满足以下电压和容量的要求
Ue?c≥Ug?c
nQg?c≥Qc
式中
Ue?c——电容器的额定电压（KV）
Ug?c——电容器的工作电压（KV）
n——并联的电容器总数
Qg?c——电容器的工作容量（Kvar）
Qc——电容器的补偿容量（Kvar）
3.3 分相补偿
在民用建筑中大量使用的是单相负荷，照明、空调等由于负荷变化的随机性大，容易造成三相负载的严重不平衡，尤其是住宅楼在运行中三相不平衡更为严重。由于调节补偿无功功率的采样信号取自三相中的任意一相，造成未检测的两相要么过补偿，要么欠补偿。如果过补偿，则过补偿相的电压升高，造成控制、保护元件等用电设备因过电压而损坏；如果欠补偿，则补偿相的回路电流增大，线路及断路器等设备由于电流的增加而导致发热被烧坏。这种情况下用传统的三相无功补偿方式，不但不节能，反而浪费资源，难以对系统的无功补偿进行有效补偿，补偿过程中所产生的过、欠补偿等弊端更是对整个电网的正常运行带来了严重的危害。
对于三相不平衡及单相配电系统采用分相电容自动补偿是解决上述问题的一种较好的办法，其原理是通过调节无功功率参数的信号取自三相中的每一相，根据每相感性负载的大小和功率因数的高低进行相应的补偿，对其它相不产生相互影响，故不会产生欠补偿和过补偿的情况。
三、结束语
本文浅谈了功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率
因数所带来的经济效益和社会效益，尤其是最重要的线损（最为
重要的是降损，分为技术降损和管理降损），介绍了影响功率因
数的主要因素以及提高功率因数的一般方法，还阐述了如何确定
无功功率的补偿容量及无功功率的三种人工补偿的具体方式。我
们只有端正自己的认知态度，很好的去归纳，总结这些知识的重
要部分，做好自己的本质工作，并且能在此基础上再更上一个台
阶，用自己的实际行动，为供电事业贡献出自己的微薄之力。
四、参考文献
1、运新，《电监察》水利电力出版社
2、靳龙章 丁毓山，《网无功补偿实用技术》国水利水电出版社
