功率因素
在發電機選型和設計時會有一個重要的參數指標就是功率因素。他關系到整個系統能量的使用效率,并直接影響著搭建系統所需要的投資成本 那么什么是功率因素呢? 功率因素(Power Factor)是指交流電路有功功率與視載功率的比值。也可表述為電壓和電流矢量之間的差角的余弦值,cos Φ 符號表示,一般其絕對數值在0-1之間。 對發電機而言,視載功率即交流電壓和交流電流的乘積,一般包含有功功率(P)和無功功率(Q)兩部分。 在系統中,有功功率是指直接做功的部分,比如保持用電設備正常運行所需的電功率,比如通過阻性材料產生的熱能等。而無功功率是儲藏在電路中但不直接做功的那部分功率,即在電路里循環但并不傳輸電能的那部分電流所產生的功率,最直觀的理解就是產生與穩定磁場。 如果把視載功率比喻成滿杯麥香醇厚的啤酒。當新鮮啤酒注入酒杯的那一刻,金色的啤酒和翻涌而出的泡沫瞬間占據了整個酒杯。在這個清晰、漂亮的分層里液體的部分就是有功功率,而泡沫的部分就是無功功率。雖說我們要喝的是液體部分,但是泡沫的多少證明了這杯啤酒的新鮮程度。所以說一杯好的啤酒兩者缺一不可。視載功率也一樣,有功功率和無功功率之間的平衡最關鍵。 對發電機而言,有功功率來自于原動機,比如柴油發動機。無功功率來自于勵磁系統。 由以上概念總結,因為有功功率與無功功率的存在,發電機的功率因素在大多數應用場合中絕對值在0-1之間,常見的功率因素為0.8。一些特殊應用情況下負載波動比較劇烈,則需要更多的無功功率平穩磁場,有些應用的功率因素甚至更低,比如油田開采應用中常見功率因素為0.7。 什么會影響功率因素? 功率因素的大小與電路的負載也有關,比如白熾燈等電阻性負載的功率因素為1,感性負載和容性負載小于1。 感性負載通常指帶電感參數的負載。由定義上來說,指負載電流滯后負載電壓一個相位差特性的為感性負載,或是指某個設備會同時消耗有功功率和無功功率,且還帶有線圈負載的電路。常見的感性負載包括日光燈,變壓器,電動機,風機等。 感性負載的產品一般需要更大的啟動電流(大約3-7倍額定值),例如150kW的電機啟動時可以具有超過1000kW的啟動功率。同時由于感性負載充/放電的瞬間,會產生反向電動勢,其極性是阻礙電流發生變化,且其產生的瞬時電壓峰值往往極大。因此這類產品對供電單元的波形,即穩定性與自我調整能力有較高的要求。 容性負載通常指帶電容參數的負載。由定義上來說,指負載電流超前與負載電壓的負載。常見的容性負載為電路中帶電容的用電設備,其電容部分為純容性負載,比如數據中心中廣泛使用的服務器等。 阻性負載通常指通過電阻類元器件進行工作的純阻性負載。有定義上來講,當和電源相比負載電流和負載電壓沒有相位差時負載為阻性負載。常見的以阻性負載為主的電氣元器件有白熾燈,電爐等。 常見的電氣元器件中,往往不存在單一的負載種類,例如阻性負載系統中,各元器件單元件也會存在容性,同時各元器件與元器件對地間也可存在電感。又例如電容和電感負載在做功時會發熱,即阻性做功。 聽完是不是一臉懵!小助教幫你點石成金,啊,不對是化繁為簡! 感性負載比較簡單的判斷方式就是看電器設備是否帶有線圈。常見的比如馬達,風機等都屬于感性負載為主的電器設備。 容性負載通常指帶電容較多的設備,一般的電子元器件,電路板都是容性負載設備。 阻性負載簡單來說就是電路中的負載是純電阻或可以等效為純電阻。 敲黑板,劃重點! 今日小課堂知識點:功率因素;有功功率;無功功率;感性負載;容性負載;阻性負載。 好啦!今天的課就先講到這里!讓我們一起期待下次小課堂吧!