提高感性負載功率因數(shù)市公開課金獎市賽課一等獎課件

功率因數(shù)提升實驗目 實驗原理 實驗儀器 實驗步驟 實驗報告 實驗現(xiàn)象 實驗結果分析 實驗相關知識 實驗標準報告 第1頁實驗目研究并聯(lián)與感性負載（日光燈）電容器對提升功率因數(shù)作用，認識提升功率因數(shù)實際意義。學習功率因數(shù)表、日光燈線路連接，提升實際操作能力。第2頁試驗原理

功率因數(shù)高低包括到對發(fā)電設備（如發(fā)電機、變壓器等）利用電能充分是否。為了有效地利用這些發(fā)電設備必須提升功率因數(shù)。 在電力系統(tǒng)中，提供電能發(fā)電機是按要求額定電壓UN和額定電流IN設計。發(fā)電機長久運行時，其電壓和電流都不能超出額定值，不然會使發(fā)電機壽命縮短,甚至損壞。發(fā)電機容量是額定電壓與額定電流之積第3頁

，它是發(fā)電機在安全運行下所能產生最大功率。所以要充分利用發(fā)電機應該使其能送出平均功率等于該機容量。 發(fā)電機在額定電壓與額定電流下運行時送出平均功率與所接負載功率因數(shù)親密相關，即只有當所接負載是電阻時，因發(fā)電機送出平均功率恰好等于發(fā)電機容量，發(fā)電機才得到充分利用，當負載是感性（或容性）時，因為，發(fā)電機送出平均功率要小于該機容量，發(fā)電機得第4頁不到充分利用，所以為了盡可能充分利用發(fā)電容量，必須提升功率因數(shù)。 為了降低輸電線上損耗，也需要提升功率因數(shù)。輸電線上損耗為： 負載吸收平均功率為： （是負載端電壓有效值）

當負載功率因數(shù)較低時，線路中電流會增大，從而引發(fā)線路損耗增大。而當UL和PL不變時，提第5頁高功率因數(shù)能夠降低輸電線上損耗。電力負載多數(shù)為感性負載，所以為了提升功率因數(shù)，普通采取在感性負載上并聯(lián)電容器方法。因為這么就能夠用電容器無功功率來賠償感性負載無功功率，從而降低、甚至消除感性負載與電源之間能量交換。提升感性負載功率因數(shù)提升試驗電路圖如圖5.8.1所表示。以日光燈作為負載用可變電容器并聯(lián)于電容兩端，保持負載電壓不變，改變電容值，觀察總電流I與改變。第6頁圖5.8.1功率因數(shù)提升試驗電路圖第7頁試驗儀器電工試驗臺 1臺交流電流表 3只交流電壓表 3只單相功率表 1只日光燈試驗板 1塊第8頁電工試驗臺第9頁交流電流表第10頁交流電壓表第11頁單相功率表第12頁日光燈試驗板第13頁試驗步驟按圖5.8.1接線，當C=0μF時，接通電源，使日光燈點亮，測量總電流I、總電壓U、cosφ,以及燈管兩端電壓UR和鎮(zhèn)流器端電壓UL。數(shù)據(jù)填入表5.8.1內。I/AU/VP/WcosφUR/VUL/V表5.8.1日光燈電路參數(shù)測量第14頁電容值，C=1，2，3……，7μF。保持U不變，測量在不一樣C值時，電路總電流I、電感電流IL、電容電流IC與cosφ值。數(shù)所填入表5.8.2內C/μF)1233.544.5567I/AIL/AIC/AP/Wcosφ第15頁試驗匯報依據(jù)任務1測量所得數(shù)據(jù)，計算日光燈等效電阻及電感。畫出cosφ－I、I－C曲線，說明它們關系。第16頁試驗現(xiàn)象伴隨電容容量增加，電路總電流減小。當電容為4微法時，電路總電流最小、功率因數(shù)最大。當電容容量繼續(xù)增大時，電路電流增大負載性質轉變容性。第17頁試驗結果分析怎樣依據(jù)電流表讀數(shù)來判斷負載功率因數(shù)等于1情況？答：當電流表讀數(shù)最小時，負載功率因數(shù)等于1。在日光燈電路中，假如缺乏啟輝器，在確保安全情況下，怎樣使日光燈點亮？答：用導線將啟輝器兩端短接，等日光燈點亮后再斷開。第18頁試驗相關知識預習知識及要求 相關知識點 注意事項 第19頁預習要求預習并聯(lián)電容器對提升感性負載功率因數(shù)原理。預習日光燈工作原理。第20頁相關知識功率因數(shù)功率因數(shù)提升第21頁注意事項按圖正確接線，切勿將把220V電源，接到日光燈管兩端，以免損壞燈管。接通電源前，將電路中全部電容器控制開關，放在OFF位置上。改變電容值時，盡可能測出cosφ＝1(或靠近于1)數(shù)據(jù)。

第22頁試驗標準匯報一、試驗目標研究并聯(lián)與感性負載（日光燈）電容器對提升功率因數(shù)作用，認識提升功率因數(shù)實際意義。學習功率因數(shù)表、日光燈線路連接，提升實際操作能力。第23頁二、試驗內容日光燈電路研究。并聯(lián)電容提升日光燈電路功率因數(shù)。三、試驗用儀器、設備電工試驗工作臺 1臺日光燈試驗工作板 1塊單相功率表 1只交流電流表 3只交流電壓表 1只第24頁四、試驗用詳細電路圖第25頁五、試驗相關原理，所應用公式日光燈交流電路研究：在電路中日光燈管與鎮(zhèn)流器串聯(lián)組成一個電阻和電感串聯(lián)電感性負載電路，因為鎮(zhèn)流器本身電感較大，故整個電路功率因數(shù)很低。整個電路消耗功率P包含日光燈管消耗功率（PR=U2I）以及鎮(zhèn)流器所消耗有功功率（PL=P-PR）。 為了提升電路功率因數(shù)，能夠與電感性負載并聯(lián)電容器，此時總電流I是日光燈電流IR和電容器電第26頁流

IC相量和：，其相量圖如圖所表示。第27頁因為電容器吸收容性無功電流IC抵消了一部分日光燈電流中感性無功分量，所以電路總電流下降，電路功率因數(shù)被提升了。當電容器逐步增加到一定容量時，總電流下降到最小值，此時電路功率因數(shù)。若繼續(xù)增加電容量，總電流又將上升。因為電源電壓是固定，所以并聯(lián)電容器并不影響感性負載正常工作，即感性負載電流、功率及功率因數(shù)并不隨并聯(lián)電容量多少而改變，僅僅是電路總電流及總功率因數(shù)發(fā)生改變。第28頁六、試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計1、日光燈電路中功率關系按圖5.8.1接線，當時，接通電源，使日光燈點亮，測量總電流I、總電壓U、，以及燈管兩端電壓UR和鎮(zhèn)流器端電壓UL。將數(shù)據(jù)填寫入表5.8.1內表5.8.1日光燈電路參數(shù)測量I/AU/VP/WUR/VUL/V0．3923333．40．3762207第29頁2．電容值，C=1，2，3……，7。保持U不變，測量在不一樣C值時，電路總電流I、電感電流IL、電容電流IC與值。將數(shù)據(jù)填寫入表5.8.2內表5.8.2功率因數(shù)提升參數(shù)測量12344.47567I/A0.290.230.180.160.1840.230.2650.3IL/A0.350.350.350.350.350.350.350.35IC/A0.070.1680.2450.3170.350.3980.4950.56U/V225225223221222221223222P/W29.629.62.9629.629.629.629.629.60.4