用电功率因数是指用电负荷的有功功率与视在功率的比值。电力用户用电设备，如变压器、感应电动机、电力线路等，除从电力系统吸取有功功率外，还要吸取无功功率。无功功率仅完成电磁能量的相互转换，并不作功。无功和有功同样重要，没有无功，变压器不能变压，电动机不能转动，电力系统不能正常运行。无功功率的消耗导致用电功率因数降低，因而占用了电力系统发供电设备提供有功功率的能力，或增加了发送无功功率的设施，同时也增加了电力系统输电过程中的有功功率损耗。因而世界各国电力企业对电力用户的用电功率因数都有要求，并按用户用电功率因数的高低在经济上给予奖惩。

随着经济的日益发展,电力需求不断提高,伴随而来的突出问题是能源无效的巨大消耗,资源利用率低下1电力系统是一庞大的系统,其电能损耗的数值相当可观,能源的合理配置是极需解决的问题。功率因数是决定发供电系统经济效益的一个极为重要的因素,它直接反映了系统中有功功率与无功功率的分配1对于发供电系统来说,对负荷不但要求有高的负荷率,而且也要求有高的功率因数.

1、电力网络的功率因数

电力网络除了要负担用电负荷的有功功率P,还要负担负荷的无功功率Q1有功功率P、无功功率Q和视在功率S之间存在下述关系:

S=P2+Q2而P与S之比即:PS=cosφ

被定义为电力网络的功率因数,其物理意义是线路的视在功率S供给有功功率的消耗所占百分数1在电力网的运行中,我们所希望的是功率因数越大越好,如能做到这一点,则电路中的视在功率将大部分用来供给有功功率,以减少无功功率的消耗

2、低功率因数的不利表现

2.1、电流大对于一个给定的负荷,当供电电压一定时,则功率因数越低,电流就越大,因为;Ic=P3Ucosφ

(1)式中:P为用电负荷的有功负荷;U为线电压1

可见,供电电流Ic与功率因数成反比。我们知道,发电机与变压器的额定容量都是正比于其输出电流,从而也就反比于功率因数,所以,在供出同样功率的条件下,电压一定时,功率因数越低,则要求发电机与变压器的容量也就越大,因此,发电机与变压器的投资也就越高。

2.2、铜损大在一定的负荷下,输电线路功率因数低时,其铜损大1线路损失公式如下:P=3I2c×R×10-3(kW)

把(1)代入其中就得到：P=3P23UP2cos2φ×R×10-3=P2×R×10-3U2cos2φ(kW)=K×1cos2φ

由此可见,设备的铜损正比于电流的平方,从而反比于功率因数的平方1功率因数越低,则电气设备中的铜损就越大,效率也就越低1与此相似,当系统的功率因数很低时,对于传递同样的功率,则电流加大。所以若导线尺寸相同,则电能传输系统意味着有更大的能量损失,或者说,对于同样的能量损失,要求有更粗的导体。

2.3、投资高从公式(1)可知,对于一给定的负荷,在低功率因数下,母线的截面、保护开关的导电面积,都必须加大才能通过更大的电流,故此,投资亦需增加。

3　低功率因数产生的主要原因

3.1　励磁电流的影响

变压器都带有励磁电流,它对于感应电势来说,总是滞后的1在正常情况下,励磁电流不致影响功率因数,但当轻负荷运行时(如一个居民区的配电变压器在夜间主要供应照明负荷,因此,半夜以后照明负荷急剧减少,配电变压器就进入轻负荷),原端功率因数就降低。

3.2　感应电动机的使用

大量使用感应电动机也会造成系统功率因数降低,因为不可能所有的电动机都在满负荷运行。当电动机满负荷运行时,功率因数可达到85%;当电动机在75%额定负荷运行时,功率因数为0.8;而当电动机在50%额定负荷运行时,功率因数为0.7;若电动机空载运行,则功率因数为0.2～0.3。可见,大量使用电动机而这些电动机又不能全部都满负荷运行时,系统的功率因数必然降低。

3.3　气体放电灯的使用气体放电灯在居民与工业、商业照明中正越来越广泛地应用,而气体放电灯也是以低功率因数运行的。

3.4　修理过的电动机的使用由于在用户中不可避免地大量使用着修理过的电动机,这些修理过的电动机,通常其定子绕组匝数少于原来的匝数,因此,这些电动机中漏磁通增加,造成电动机功率因数降低。

关键词： 高功率因数