数据结构
网络
关系数据库管理系统 (RDBMS)
操作系统
Java
MS Excel
iOS
HTML
CSS
Android
Python
C语言编程
C++
C#
MongoDB
MySQL
Javascript
PHP
物理学
化学
生物学
数学
英语
经济学
心理学
社会学
服装研究
法律研究低功率因数的原因和缺点是什么？
功率因数
交流电路中电压和电流之间夹角的余弦值称为电路的功率因数。换句话说，功率因数定义为电路中有效功率与视在功率的比值，即：
$$\mathrm{功率因数,cos\:\phi\:=\:\frac{有效功率\: (瓦特)}{视在功率\: (伏安)}}$$
其中，$\phi$是功率因数角。
低功率因数的原因
从经济角度来看，连接到电力系统的负载低功率因数是不可取的。低功率因数的主要原因如下：
交流电动机由电感绕组组成。因此，它们的功率因数较低且滞后。通常，这些电动机在轻载时的功率因数非常小（0.2至0.3），而在满载时功率因数增加到0.8至0.9。
电力系统的负载会随时变化。早晚高峰时较高，其他时间较低。在低负载期间，系统的供电电压会升高，从而增加励磁电流。因此，功率因数降低。
工业设备，如气体放电灯、弧光灯和工业加热炉，运行时的功率因数非常低且滞后。
低功率因数的缺点
在交流电路中，功率因数起着至关重要的作用，因为负载所消耗的电流取决于功率因数，如下所示：
对于单相供电系统：
$$\mathrm{\mathit{P}\:=\:\mathit{V_{\mathit{L}}}\mathit{I_{L}}\:cos\phi}$$
$$\mathrm{\therefore 负载电流,\mathit{I_{L}}\:=\:\frac{\mathit{P}}{\mathit{V_{L}}cos\:\phi }\:\:\:\:...\left ( 1 \right )}$$
对于三相系统：
$$\mathrm{\mathit{P}\:=\:\sqrt{3}\mathit{V_{\mathit{L}}}\mathit{I_{L}}\:cos\phi}$$
$$\mathrm{\therefore 负载电流,\mathit{I_{L}}\:=\:\frac{\mathit{P}}{\sqrt{3}\mathit{V_{L}}cos\:\phi }\:\:\:\:...\left ( 2 \right )}$$
因此，从公式（1）和（2）可以看出，如果功率和电压恒定，则负载电流与负载的功率因数成反比，即功率因数越低，负载电流越高，反之亦然。
负载低功率因数会导致以下缺点：
设备的kVA额定值较大
发电机、变压器、开关设备等电力设备的额定值始终以kVA表示，因为制造这些设备时不知道负载的功率因数。因此，根据功率因数的定义，我们得到：
$$\mathrm{kVA额定值\:=\:\frac{kW}{cos\phi }}$$
也就是说，设备的kVA额定值与功率因数成反比。因此，功率因数越低，设备的kVA额定值越高。因此，在低功率因数下，需要制造kVA额定值更高的设备，这会增加设备的尺寸和成本。
导体尺寸较大
为了在恒定电压下传输和分配恒定的功率，导体在负载功率因数下必须承载更大的电流。因此，它需要更大尺寸的导体。
铜损耗增大
由于低功率因数下负载电流较大。因此，大的负载电流会导致供电系统所有组件中的$\mathit{I}^{\mathrm{2}}\mathit{R}$损耗增大。这反过来又导致系统效率降低。
降低系统的处理能力
低功率因数降低了系统所有组件的处理能力。这是因为负载电流增加的无功分量阻止了安装容量的充分利用。
电压调节差
低功率因数下电流增加会导致发电机、变压器、输电线路和配电系统中的电压降增大。结果，接收端可用的电压降低，即系统的电压调节较差，从而影响利用设备的性能。
9K+ 次浏览
