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功率因數
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功率因數( power factor )，在交流電路中，電壓與電流之間的相位差（Φ）的餘弦叫做功率因數，用符號cosΦ表示，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。

功率因數（Power Factor）的大小與電路的負荷性質有關， 如白熾燈泡、電阻爐等電阻負荷的功率因數為1，一般具有電感性負載的電路功率因數都小於1。功率因數是電力系統的一個重要的技術數據。功率因數是衡量電氣設備效率高低的一個係數。功率因數低，說明電路用於交變磁場轉換的無功功率大， 從而降低了設備的利用率，增加了線路供電損失。

中文名稱：功率因數

外文名稱：Power Factor,縮寫:PF

適用領域：電學、物理學

表達式：cosΦ=P/S

計算公式

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1、定義公式：一般用公式COSφ=P/S

COSφ表示功率因素

P 表示有功功率

S 表示視在功率

2、推導公式：

COSφ=R/Z（R代表電阻、Z代表總的阻抗）

COSφ=Ur/U (Ur代表電阻電壓、U代表總電壓）

數值範圍

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功率因數的大小，取決於電路中負載的性質。

對於電阻性負載，其電壓與電流的相位差為0，因此，電路的功率因數較大，功率因數為1。

對於純電感電路，電壓與電流的位相差為π/2，並且是電壓超前電流，功率因數為0。

對於純電容電路中，電壓與電流的位相差則為-(π/2)，即電流超前電壓。 功率因數為0。

對於一般性負載的電路，功率因數就介於0與1之間。

功率因數較低的負荷工作時需要較多的無功功率。譬如電燈、電爐的功率因數COS￠=1，說明它們吸消耗有功功率，異步電動機的功率因數比較低，一般在0.7—0.85左右，說明它們需要一定數量的無功功率。電動機輸出功率很低時，所消耗的有功功率減少，但是所需要的無功功率基本不變，所以無功功率所占比例增大，電動機的COS￠就更低，甚至低於0.5。

因此，對於發電廠來說，就必須在輸出有功功率的同時，也輸出無功功率，在輸出的總功率中，有功功率和無功功率各占多少，不是決定於發電機，而是取決於負荷的需要，即取決於負荷的功率因數。如果功率因數過低，就表示在輸出功率中，無功功率的比例很大，這對於電力系統的運行是很不利的。

功率因數過低，電源設備的容量就不能充分利用。我們知道，電動機和變壓器在運行時不能超過額定電壓和額定電流，在相同的變壓器端電壓和輸出電流的情況下，負荷的功率因數越低，變壓器能輸出的有功功率就越少，電動機也一樣。

提高功率因數的意義

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電能的合理應用要求經濟發電、無損傳輸及分配,這成意味着要儘量限制電網中所有引起電能耗的因素。其中之一的因素就是無功功率,工業以及公共電網上的主要負荷是電阻一點感性的。

電網功率因數校正的目的是通過在某些特定的環節上用超前無功功率來補償滯後無功功率。此方法還能避免過高壓降及額外的電阻耗損。將電容器盡可地靠近電感負載並聯於電網就可產生所需的超前無功功率。靜態電容補償裝置可以減少網上傳輸的滯後無功功率。當網絡條件改變時,通過增加或取出(投入或切出)單個功率電容器《常規PFC),就可逐步調整所需的超前無功功率來補償滯後無功功率。

無功功率補償的使用是為了提高供配電系統功率因數(COSφ)。提高功率因數(COSq)主要有以下作用

1、提高供電設備的利用率。在供電設備視在功率S一定的情況下,越大,該供電設備可以帶更多的有功負載(P=S*COS9)。

2、提高輸電效率。當有功負載(P)一定時,因為(P=UI*COS9),U不變化,COSp越大,則1越小,I在線路中的損耗就越小。

3、改善供電質量。1越小,線路中電壓損耗就越小,線路末端電壓就可以得到更好的保證。

4、提高輸電安全性。

提高功率因數的方法；功率因數不高的根本原因是電感性負載的存在。如工業生產中最常用的異步電動機在額定負載時的功率因素約為0.7~0.9左右，輕載時更低；日光燈作為感性負載功率因數也只有0.3左右。而感性負載的功率因數之所以不高，是由於負載本身需要一定的無功功率。從技術經濟觀點出發，如何解決這個矛盾，也就是如何才能減少電源與負載之間能量的互換，而又使電感性負載能取得所需的無功功率，這就是我們所提出的要提高功率因素的實際意義。

按照供用電規則，高壓供電的工業企業的平均功率因數不低於0.95，其他單位不低於0.9。

提高功率因數，常用的方法就是在電感性負載兩端並聯適當大小的電容器（設置在用戶或變電所中）。

提高功率因數的方法

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功率因數不高的根本原因是電感性負載的存在。如工業生產中最常用的異步電動機在額定負載時的功率因素約為0.7~0.9左右，輕載時更低；日光燈作為感性負載功率因數也只有0.3左右。而感性負載的功率因數之所以不高，是由於負載本身需要一定的無功功率。從技術經濟觀點出發，如何解決這個矛盾，也就是如何才能減少電源與負載之間能量的互換，而又使電感性負載能取得所需的無功功率，這就是我們所提出的要提高功率因素的實際意義。

按照供用電規則，高壓供電的工業企業的平均功率因數不低於0.95，其他單位不低於0.9。

提高功率因數，常用的方法就是在電感性負載兩端並聯適當大小的電容器（設置在用戶或變電所中） 。

並聯電容器之前感性負載上的電流，等於線路上的電流，它滯後於電壓一個角度 。並聯電容器C之後，由於增加了一個超前於電壓90°的電流 ，所以線路上的電流變為滯後於電壓的角度。 只要電容C選得適當，即可達到補償要求。

並聯電容之後，感性負載本身的電流均未改變，這是因為所加電壓和感性負載的參數沒有改變。因此，我們所說的提高功率因數，是指提高電源或電網的功率因數，而非指提高某個電感性負載的功率因數。另外，並聯電容後有功功率並未改變，因為電容器是不消耗電能的。

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1、什麼是功率因數？

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