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提高交流电路功率因数的意义及方法

作者：周志敏

来源：《中国科技博览》2013年第08期

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[摘 要]功率因数是供用电系统的一项重要技术经济指标。功率因数的高低关系到输配电线路、设备的供电能力，也影响到其功率损耗。提高功率因数对于节约电能，降低损耗，提高输配电设备的供电能力具有十分重要的意义。 [关键字]交流电路 功率因数 用电稳定性

中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-252-01 一、什么叫做功率因数

功率因数是非电阻性负载的固有特征，也是衡量企业供电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标之一，通常用cosφ表示（φ为功率因数角，是电路电压与电流的相位差）。

许多电设备都是利用电磁感应原理来工作的，比如：变压器、电焊机、电动机等等，它们都是靠电能转化为磁能再转化为电能或机械能来实现能量转换的，因此，设备从电网上吸收两种能量，一部分能量用于做功，即电能转换为机械能或热能，这部分能量大部分是为了满足生产和生活的需要，称为有功功率。另一部分能量用来产生电磁场，它是电磁感应设备能量转换和传输的媒介，没有了电磁场，电能之间的转换及电能与机械能的转换就没有了传输介质，从而使电能只能在电源或用电器设备内部消耗，无法对外传输，不能对外做功，所以这部分功率称为无功功率。无功，并不是没有用，没有它，任何能量都只能自己消耗，不能传输，然而它确实在能量转换过程中没有转换成其它形式的能量，所以叫作无功功率。电路总电流与总电压的乘积为视在功率。有功功率、无功功率、视在功率形成了功率三角形：三角形的两条直角边，一个是有功功率，一个是无功功率，斜边代表视在功率，有功功率和视在功率之间的夹角就是功率因数角，功率因数角的余弦值就是功率因数。

功率因数是电器设备非常重要的性能指标，视在功率一定时，功率因数高有功功率分量就高，功率因数低即有功功率分量低。电路总电流与总电压相位越接近，功率因数角就越小，其余弦值就越大，无功功率越少，有功功率和视在功率就越接近，也就是说，能量的转换效率也就越高。

二、提高功率因数的意义

有功功率和无功功率都是电器设备运行所必须的，是能量转换的必要条件。功率因数低，有功功率不足，将影响供电线路及配电变压器的经济运行，还可能影响电器设备的正常工作。