负载功率因数对效率和调节有什么影响？

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

连接到电力系统的负载的功率因数显着影响输电线路的电压调节和效率。

负载功率因数对电压调节的影响

当滞后功率因数的负载连接到系统时，输电线路的电压调节百分比表达式由下式给出：

$$\mathrm{\%\:电压\:调节\:=\:\frac{\mathit{IR}\:cos\:\phi _{\mathit{R}}\:+\:\mathit{IX_ {\mathit{L}}}cos\:\phi _{\mathit{R}} }{\mathit{V_{\mathit{R}}}}\:\times \:100\%\:\:\ :...\left ( 1 \right )}$$

其中，后缀R表示接收端数量。

此外，超前功率因数的电压调节百分比由下式给出，

$$\mathrm{\%\:电压\:调节\:=\:\frac{\mathit{IR}\:cos\:\phi _{\mathit{R}}\:-\:\mathit{IX_ {\mathit{L}}}cos\:\phi _{\mathit{R}} }{\mathit{V_{\mathit{R}}}}\:\times \:100\%\:\:\ :...\left ( 2 \right )}$$

因此，根据等式(1)和(2)，可以得出以下几点 -

  • 当负载功率因数 $\mathrm{\left ( cos\:\phi _{\mathit{R}} \right )}$滞后或统一或超前 $\mathit{IR}\:cos\ :\phi _{\mathit{R}}\:>\:\mathit{IX_{\mathit{L}}}\:cos\:\phi _{\mathit{R}}$，则电压调节为传输线是正极。这意味着接收端电压 $\mathrm{\left ( \mathit{V_{R}} \right )}$将小于发送端电压 $\mathrm{\left ( \mathit{V_{S}} \对）}$。

  • 当负载的功率因数超前$\mathit{IR}\:cos\:\phi _{\mathit{R}}\:<\:\mathit{IX_{\mathit{L}}}\ :cos\:\phi _{\mathit{R}}$，则传输线电压调节为负，表示接收端电压 $\mathrm{\left ( \mathit{V_{R}} \right )}$大于发送端电压 $\mathrm{\left ( \mathit{V_{S}} \right )}$。

  • 对于给定的接收端电压 $\mathrm{\left ( \mathit{V_{R}} \right )}$和线路电流 $\left ( \mathit{I} \right )$，传输线的电压调节对于滞后负载，随着负载功率因数的降低而增加。

  • 对于给定的接收端电压 $\mathrm{\left ( \mathit{V_{R}} \right )}$和线路电流 $\left ( \mathit{I} \right )$，传输线的电压调节随着超前负载的负载功率因数的降低而降低。

负载功率因数对输电效率的影响

传送到负载的电量取决于其功率因数。由于电功率的表达式由下式给出，

对于单相输电线路，

$$\mathrm{\mathit{P}\:=\:\mathit{V_{\mathit{R}}}\mathit{I}\:cos\:\phi_{\mathit{R}}}$$

$$\mathrm{\因此 \mathit{I}\:=\:\frac{\mathit{P}}{\mathit{V_{\mathit{R}}}cos\:\phi_{\mathit{R }}}\:\:\:...\mathrm{\left ( 3 \right )}}$$

而对于三相输电线路，

$$\mathrm{\mathit{P}\:=\:3\mathit{V_{\mathit{R}}}\mathit{I}\:cos\:\phi_{\mathit{R}}}$$

$$\mathrm{\因此 \mathit{I}\:=\:\frac{\mathit{P}}{3\mathit{V_{\mathit{R}}}cos\:\phi _{\mathit{ R}}}\:\:\:...\mathrm{\left ( 4 \right )}}$$

由式(3)和(4)可知，对于给定的电功率（P），传输和接收端电压 $\mathrm{\left ( \mathit{V_{R}} \right )}$，负载电流$\left (\mathit{I}\right)$与负载的功率因数成反比（cos $\phi_{\mathit{R}}$）。因此，随着负载功率因数的降低，负载电流和输电线路中的功率损耗都会增加。因此，线路的传输效率随着负载功率因数的降低而降低，反之亦然。

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