pf是功率因数的简称,表示电路中有用功与视在功之比。在电气图中,pf一般用cosφ表示。当电路中只有有用功时,pf=1;当电路中有无用功时,则pf<1。
pf的计算公式为:
pf=cosφ=P/(U*I)
其中,P为有用功,U为电路电压,I为电路电流,φ为相位角,即电压与电流间的相位差。
pf是衡量用电质量的重要指标之一。高功率因数意味着电能的利用率高,电能的浪费少,电网运行更加稳定可靠。低功率因数则会使电路出现过载、线路损耗严重、发热增大、设备寿命缩短等问题。
在实际工程应用中,提高电路功率因数有利于节约能源、提高用电效率、降低维护成本。因此,合理选择电气设备和电路、降低电气负荷、控制无功功率等方法都是提高功率因数的有效手段。
影响pf大小的因素很多,其中比较重要的有:
(1)电路中的电感和电容:电感和电容对电路的无功功率有影响,当电路中有感性元件时,电流与电压的相位差为正,pf<1;当电路中有容性元件时,电流与电压的相位差为负,pf>1。
(2)电路负载:电路负载也是影响pf大小的重要因素。不同的负载特性对pf有不同的影响。纯电阻负载中,pf=1;纯电感负载中,pf=0;负载具有电感和电阻并存时,pf为介于0和1之间的数值。
(3)供电电压的波动:当供电电压波动时,pf也会发生改变。当电压下降时,电流的效应在电感元件中更加显著,即电流滞后电压,pf下降;当电压上升时,电流的效应在电容元件中更加显著,即电流超前电压,pf上升。
为了提高pf,有以下几种方法:
(1)增加有功负载:通过增加电路中的有功负载来提高pf,可以采用并联电阻、电炉等方式实现。
(2)增加电容并联:在电路中并联适量的电容,可以减少电路中的电感,从而提高pf。同时,可以采用静态无功发生器等设备。
(3)优化电路结构:通过改变电气设备的接法和市电供电线路的结构,降低电气负荷对电网的无功功率需求,从而提高pf。
(4)使用pf改善设备:例如pf改善装置、静态无功发生器、电容器等设备,可以直接改善电路的pf。