10.7 功率因数校正

10.7 功率因数校正

问题 我们通常在工业设施中会发现什么负载？

工业设施通常使用诸如电动机、变压器、气体放电灯等感性负载。

问题 感性负载是如何产生磁场的？

这些感性负载工作时需要相当大的无功功率来产生其运行所需的磁场。

问题 无功功率的消耗有什么影响？

无功功率的消耗导致供电公司必须提供不做有效功的额外能量。由于无功功率每1/4周期会反馈回电网，电网中的电流会增大。功率因数低具有以下缺点：

对于相同的有用功率 Pu，电流随功率因数的降低而增大。结果是，导线中的焦耳效应增加，损耗也随之增加。因此，机器和配电系统的效率降低。回顾：

$$P=U\cdot I\cdot \cos \phi$$ (10.20)

$$P=R\cdot I^2$$ (10.21)

功率因数低会导致更大的电压降。这就要求比功率因数较高时更频繁地调节发电机、变压器和线路。这将造成发电厂可用能量的浪费。

问题 那么，供电公司对功率因数有什么要求？

由于这些缺点，供电公司要求其用户消耗电能时的功率因数 ≥ 0.55。配电公司在电费结算中对感性负载消耗的无功电能收取额外费用，以确保用户避免低功率因数。

这笔额外费用包括添加到账单中的 €/kVAr 附加费，其数值取决于设施的平均功率因数。供电公司和用户都必须尽可能以较高的功率因数运行。然而，在某些情况下，将功率因数校正值提得很高（例如 cos φ > 0.95）并不总是实用的，因为成本高于收益。