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能源生态

功率损耗和功率因数

2011-10-08 来源:中央农业广播电视学校

  首先关于功率损耗和功率因数的概念。


  我们知道,无论是发电厂送出的功率、电网中传输的功率,还是用电设备消耗的功率,都包括有功功率和无功功率两部分。


  关于功率损耗,通常一个电气元件,输入到该元件的功率与从该元件输出的功率不相等,而它们的差值就是功率损耗。它包括有功功率损耗和无功功率损耗。


  那么,什么是功率因数呢?


  针对电网中的某个电气元件来说,其发出、传递或者吸收的总功率中,有功功率所占的比重通常用功率因数来表示。


  元件的功率因数表达了元件从电网吸收的总功率中有功功率所占的比重。


  上述所说的功率因数是电网实际运行的经过无功补偿的功率因数。那么可以想见,在没有装设无功补偿装置的时候,电网一定也具有一个功率因数。通常我们把没有装设无功补偿装置时候的功率因数称为自然功率因数。我国农村电网的自然功率因数相对比较低,通常在0.6-0.7左右。


  我国对农网功率因数做如下规定:高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户功率因数要求应达到0.90及以上,其他100kVA(kW)及以上电力用户和大、中型电力排灌站功率因数应达到0.85及以上,趸售和农业用电功率因数至少应达到0.80及以上。凡功率因数未达到上述规定的新用户,供电局可以拒绝接电。


  明确了功率损耗与无功功率的概念,势必又会想到:电网中各电气元件上的功率损耗又是如何呢?


  首先电网中的任何元件都会产生有功损耗。比如,电流流经变压器时,由于涡流和磁滞损耗使铁芯发热,产生损耗,即铁耗△P0。变压器铁耗基本等于其空载损耗P0。


  电流流经变压器绕组(铜线)时,使绕组发热,产生损耗,即铜耗。


  变压器在某一负载下的有功功率损耗为铁耗和铜耗之和。


  对于三相不对称时损耗还要加大。三相不对称时还必须计及零线上的功率损耗。


  线路上的有功功率损耗不仅与线路上输送的有功功率有关,也与线路的功率因数有关。当有功功率为某一确定值时,功率因数越小,线路输送的无功功率就越大,则有功功率损耗也就越大。


  提高功率因数能够减小电网的功率损耗。而提高功率因数的最直接措施之一就是进行无功补偿。这也就是说无功补偿是降低电能损耗的一个非常有效也非常直接的一个措施。


  提高功率因数意味着减少输送无功功率。而减少输送无功功率,各级电网所需的无功功率就必须就地补偿。这也就是无功就地补偿的原因之所在。

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