什么是功率因數_功率因數計算公式_提高功率因數的方法

　　功率因數，是用來衡量用電設備（包括：廣義的用電設備，如：電網的變壓器、傳輸線路，等等）的用電效率的數據。

　　功率因數的定義公式：功率因數＝有功功率/視在功率。

　　有功功率，是設備消耗了的，轉換為其他能量的功率。

　　無功功率，是維持設備運轉，但是并不消耗的能量。他存在于電網與設備之間，是電網和設備不可缺少的能量部分。但是無功功率如果被設備占用過多，就造成電網效率低下，同時，大量無功功率在電網中來回傳送，使得線損高企浪費嚴重。

　　為了減少電網的無功傳送，就要求用戶在用電端，給設備提供無功功率，這種提供無功功率的行為，就是無功補償。提供無功功率的補償設備，稱之為：無功補償裝置。比如深圳奧特電器公司的ATBX就地補償箱，就是非常有效的就地補償裝置。

功率因素表

　　其他：必須了解的：

　　視在功率，就使我們常說的功率容量。計算：視在功率的平方＝有功功率的平方+無功功率的平方。

　　視在功率、有功功率、無功功率三者呈直角三角形關系。

　　注意：在沒有諧波的情況下，可以推導出：功率因數＝COSa （電壓電流角差的余弦）。但是有諧波的時候，上述表達式式不成立。這時很多人，包括很多專家都沒有意識到的一個情況。詳細公式，請見有關書籍。

　　功率因數計算公式

　　功率因數表示一個負荷所需要的有功功率和視在功率的比值。即COS￠=P/S

　　平常我們說的系統的功率因數是整個電力系統有功功率和視在功率的比值，電路的功率因數、線路的功率因數、電機的功率因數等也相同。

　　在交流電路中，功率因數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，功率因數由電壓與電流之間的相位差（∮）角決定，用COS∮表示，在數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。

　　在三相對稱正弦電路中，各相的視在功率、功率因數均相同，三相對稱正弦電路的總視在功率等于各相視在功率之和，三相對稱電路的功率因數等于單相功率因數，因此三相對稱電路的總視在功率、功率因數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，三相功率因數就是等于單相功率因數。

　　功率因數較低的負荷工作時需要較多的無功功率。譬如電燈、電爐的功率因數COS￠=1，說明它們吸消耗有功功率，異步電動機的功率因數比較低，一般在0.7—0.85左右，說明它們需要一定數量的無功功率。電動機輸出功率很低時，所消耗的有功功率減少，但是所需要的無功功率基本不變，所以無功功率所占比例增大，電動機的COS￠就更低，甚至低于0.5。

　　因此，對于發電廠來說，就必須在輸出有功功率的同時，也輸出無功功率，在輸出的總功率中，有功功率和無功功率各占多少，不是決定于發電機，而是取決于負荷的需要，即取決于負荷的功率因數。如果功率因數過低，就表示在輸出功率中，無功功率的比例很大，這對于電力系統的運行是很不利的。

　　功率因數過低，電源設備的容量就不能充分利用。我們知道，電動機和變壓器在運行時不能超過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，負荷的功率因數越低，變壓器能輸出的有功功率就越少，電動機也一樣。

　　負荷的功率因數越低，在保證變壓器的輸出電流不超過額定電流時，能夠輸出的有功功率就越少。也就是說，有相當大的一部分功率在電源和負載之間送過來又送回去，變壓器必須供給負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。

　　功率因數過低，在線路上將引起較大的電壓降落的功率損失。在線路上輸送的有功功率一定時，功率因數越低，說明線路上的無功功率越大，因而通過線路的電流越大。由于線路具有一定的阻抗，能量在線路上送過來又送回去，當然會造成損失，電流越大，線路的壓降和功率損失就越大。線路的電壓降落增大，會使負載的電壓降低，而影響負載的正常工作。例如電動機的轉速會降低，。線路功率損失增加，就會造成電能的浪費。

　　因此要提高電力系統的功率因數，并且改善電網供電質量。功率因數的計算公式為：

　　功率因數計算公式分為好幾種：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，計算功率因數公式如下圖：

　　功率因數是指任意二端網絡（與外界有二個接點的電路）兩端電壓U與其中電流I之間的位相差的余弦 。在二端網絡中消耗的功率是指平均功率，也稱為有功功率，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，還與功率因數有關。而功率因數的大小，取決于電路中負載的性質。對于電阻性負載，其電壓與電流的位相差為0，因此，電路的功率因數最大（ ）；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，功率因數都為0。對于一般性負載的電路，功率因數就介于0與1之間。

　　一般來說，在二端網絡中，提高用電器的功率因數有兩方面的意義，一是可以減小輸電線路上的功率損失；二是可以充分發揮電力設備（如發電機、變壓器等）的潛力。因為用電器總是在一定電壓U和一定有功功率P的條件下工作，由公式：

　　可知，功率因數過低，就要用較大的電流來保障用電器正常工作，與此同時輸電線路上輸電電流增大，從而導致線路上焦耳熱損耗增大。另外，在輸電線路的電阻上及電源的內組上的電壓降，都與用電器中的電流成正比，增大電流必然增大在輸電線路和電源內部的電壓損失。因此，提高用電器的功率因數，可以減小輸電電流，進而減小了輸電線路上的功率損失。

　　提高功率因數的方法

　　兩種：提高自然功率因數；人工補償無功功率。

　　提高自然功率因數的方法：合理選擇異步電機；避免變壓器空載運行；合理安排和調整工藝流程，改善機電設備的運行狀況；在生產工藝允許條件下，采用同步電動機代替異步電動機。

　　人工補償無功功率： 裝用無功功率補償設備進行人工補償，電力用戶常用的無功功率補償設備是電力電容器。