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      有功、無功和視在功率之間的關系

      由于感性、容性或非線性負荷的存在,導致系統存在無功功率,從而導致有功功率不等于視在功率,三者之間關系如下: 
      S^2=P^2+Q^2
      ;S為視在功率,P為有功功率,Q為無功功率。三者的單位分別為VA(或kVA),W(或kW),Var(或kVar)。
       
      簡單來講,在上面的公式中,如果今天的KVAR的值為零的話,KVA就會與KW相等,那么供電局發出來的1KVA的電就等于用戶1KW的消耗,此時成本效益最高,所以功率因數是供電局非常在意的一個系數。用戶如果沒有達到理想的功率因數,相對地就是在消耗供電局的資源,所以這也是為什么功率因數是一個法規的限制。目前就國內而言功率因數規定是必須介于電感性的0.91之間,低于0.9時需要接受處罰。
       
      好處
       
      供電部門為了提高成本效益要求用戶提高功率因數,那提高功率因數對用戶端有什么好處呢?
       
      ① 
      通過改善功率因數,減少了線路中總電流和供電系統中的電氣元件,如變壓器、電器設備、導線等的容量,因此不但減少了投資費用,而且降低了本身電能的損耗。
       
      ② 
      良好的功因數值的確保,從而減少供電系統中的電壓損失,可以使負載電壓更穩定,改善電能的質量。

      ③ 可以增加系統的裕度,挖掘出了發供電設備的潛力。如果系統的功率因數低,那么在既有設備容量不變的情況下,裝設電容器后,可以提高功率因數,增加負載的容量。 
      舉例而言,將1000KVA變壓器之功率因數從0.8提高到0.98時: 補償前:1000×0.8=800KW 補償后:
      1000×0.98=980KW 
      同樣一臺1000KVA的變壓器,功率因數改變后,它就可以多承擔180KW的負載。
       
      ④ 
      減少了用戶的電費支出;透過上述各元件損失的減少及功率因數提高的電費優惠。
       
      此外,有些電力電子設備如整流器、變頻器、開關電源等;可飽和設備如變壓器、電動機、發電機等;電弧設備及電光源設備如電弧爐、日光燈等,這些設備均是主要的諧波源,運行時將產生大量的諧波。諧波對發動機、變壓器、電動機、電容器等所有連接于電網的電器設備都有大小不等的危害,主要表現為產生諧波附加損耗,使得設備過載過熱以及諧波過電壓加速設備的絕緣老化等。
       
      并聯到線路上進行無功補償的電容器對諧波會有放大作用,使得系統電壓及電流的畸變更加嚴重。另外,諧波電流疊加在電容器的基波電流上,會使電容器的電流有效值增加,造成溫度升高,減少電容器的使用壽命。

      諧波電流使變壓器的銅損耗增加,引起局部過熱、振動、噪音增大、繞組附加發熱等。 
      諧波污染也會增加電纜等輸電線路的損耗。而且諧波污染對通訊質量有影響。當電流諧波分量較高時,可能會引起繼電保護的過電壓保護、過電流保護的誤動作。
       
      因此,如果系統量測出諧波含量過高時,除了電容器端需要串聯適宜的調諧(detuned)電抗外,并需針對負載特性專案研討加裝諧波改善裝臵。 

       

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