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關(guān)于福祿克電能質(zhì)量分析儀中的功率因數(shù)詳解

發(fā)布日期：2015年03月27日   瀏覽次數(shù)：11次   編輯：深圳連訊

能源成本不斷上升，隨處可見的設(shè)施都在尋求降低能耗及其相關(guān)費(fèi)用的方法。但是，如果您沒(méi)有分析過(guò)您的月度能耗、跟蹤過(guò)其運(yùn)轉(zhuǎn)部件或者分類過(guò)電力公司費(fèi)用，您又如何制定出明智決策降低能耗呢？

能源是什么？

制定詳細(xì)計(jì)劃降低能耗的第一步是了解能源與簡(jiǎn)單的電壓和電流有何不同。我們討論電力公司供應(yīng)的能源時(shí)，就是在討論能源的兩個(gè)組成部分：功率和需量。

電能測(cè)量單位為瓦特（通常用 kW 表示，即 1,000 瓦特)，是表示瞬間能耗率的符號(hào)，還表示提供了驅(qū)動(dòng)負(fù)載或照明工廠的有用功。瓦小時(shí)(即 kWh)是單位小時(shí)內(nèi)消耗 kW 數(shù)量之總和，通常還用作消費(fèi)電力公司的賬單單位。

需量又稱為視在功率，其單位為千伏安 (kVA)，是電壓與電流之積。這樣的值并未考慮效能，或者該能源輸出產(chǎn)生的實(shí)際功。為大致估測(cè)需量，您可以使用帶電流探頭的常規(guī)數(shù)字萬(wàn)用表，測(cè)量電壓和電流。通過(guò)將兩個(gè)值相乘，您就得到測(cè)量單位為 kVA 的電路需量，然而，若您未在同一時(shí)刻測(cè)量?jī)蓚€(gè)值，這種方法極可能無(wú)法準(zhǔn)確表示真實(shí)需量。

什么是功率因數(shù)，它又如何給我造成影響？

如果電路運(yùn)行功效為 100%，那么需量 (kVA) 和功率 (kW) 確切地說(shuō)就是同一件事情。但是，大多數(shù)技術(shù)人員會(huì)說(shuō)，這種情況極為少見。時(shí)間功率 (kW) 大多數(shù)低于需求 (kVA)。電能和需量之比，即 kW/kVA，被稱為功率因數(shù)。功率因數(shù)的測(cè)量范圍為 0 至 1.0。

因?yàn)殡娏緸榭蛻籼峁┓?，但給客戶開具以瓦特為單位的賬單，所以功率因數(shù)至關(guān)重要。如果電路的功率因數(shù)低于 1.0，電力公司產(chǎn)生的伏安必須大于最小伏安，才能向電路供電。這樣反而增加電力公司發(fā)電和傳輸?shù)某杀?，?dǎo)致電力公司另外收取費(fèi)用。實(shí)際上，有些電力公司對(duì) 0.85 和 0.97 間的每一個(gè)百分點(diǎn)加收一定費(fèi)用，您應(yīng)該詳細(xì)查看電力賬單，了解您的收費(fèi)情況。

為舉例說(shuō)明低功率因數(shù)代價(jià)有多么高昂，我們假設(shè)電力公司對(duì)低于功率因數(shù) 0.97 的每個(gè)點(diǎn)增加收費(fèi) 1%。并假設(shè)每月的功率因數(shù)平均值為 0.86，需量電費(fèi)為 $7000。

(0.97 – 0.86) * 100% = 11%

(11% * $7000) * 12 個(gè)月 = $9,240

本例中，您每年要為低功率因數(shù)額外支付 $9,240。

造成低功率因數(shù)的原因是什么？

低功率因數(shù)通常是在電容器或電感器等無(wú)功負(fù)載存在時(shí)引起的。含有電感或電容元件的一些常見實(shí)例包括電機(jī)、變壓器和照明設(shè)備。

造成低功率因數(shù)的另一個(gè)因素是諧波電流。這些電流反射回系統(tǒng)中，存在于負(fù)載電流中，但不出現(xiàn)在電壓中。諧波電流對(duì)供電系統(tǒng)不會(huì)造成任何影響，但可以降低功率因數(shù)；不會(huì)引起諧波電流的唯一一種負(fù)載就是純電阻，例如加熱器和白熾燈。

“無(wú)功”功率是降低功率因數(shù)的另一種要素。這種測(cè)量單位為無(wú)功伏安 (VAR) 的電流十分奇怪，存在于配電系統(tǒng)中，但不作功。

無(wú)功功率的最常見起因是電機(jī)電感，而且電機(jī)未加載到建議的負(fù)載量時(shí)無(wú)功功率越大。

怎樣做才可以保持功率因數(shù)接近 1？

您了解了功率因數(shù)的本質(zhì)，對(duì)您造成影響的方式和引發(fā)低功率因數(shù)的要素，現(xiàn)在可以制定策略降低能耗，制造更高效的系統(tǒng)。

第一步是先獲得系統(tǒng)的基準(zhǔn)讀數(shù)，為此，您需要一臺(tái)可以同時(shí)測(cè)量電壓、電流和 kVA、KW 和功率因數(shù)相關(guān)值的儀表。常規(guī)數(shù)字萬(wàn)用表無(wú)法這樣工作，但是福祿克具有全系列電能質(zhì)量表, 根據(jù)您所選擇的產(chǎn)品和型號(hào)，可以測(cè)量單相, 分相和三相測(cè)量配置以及測(cè)量或記錄 V、A、W、VA、VAR、功率因數(shù)和諧波。有些記錄型號(hào)甚至提供隨時(shí)間推移累計(jì) kWh、kVAh 和 kVARh 測(cè)量值的平均數(shù)，也是電力公司使用的相同能源讀數(shù)。現(xiàn)在阻礙您了解系統(tǒng)能耗的唯一障礙就是時(shí)間了，畢竟您只能將能源作為電氣系統(tǒng)向負(fù)載傳輸?shù)墓Γ⑶倚枰獣r(shí)間收集功來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

估測(cè)能耗的一種方法是觀察短時(shí)間內(nèi)的功耗，然后使用一些簡(jiǎn)單代數(shù)算法，反映出您長(zhǎng)期能耗的情況。測(cè)量電機(jī)、可變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)和計(jì)算機(jī)時(shí)，這種方法更復(fù)雜一些。

另一種解決方法是使用電能記錄儀,?1735比如 Fluke 系列電能記錄儀, 進(jìn)行 30 天負(fù)載分析。這需要更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)完成，但是這讓您能夠完全了解自己的功耗。

即使只使用單通道級(jí)福祿克電能質(zhì)量儀表，您也可以找出電氣系統(tǒng)中引發(fā)功率因數(shù)誤差的區(qū)域，立即采取措施消除性能問(wèn)題，降低電力公司收費(fèi)，同時(shí)增加系統(tǒng)負(fù)載能力。

 

本文關(guān)鍵字: 功率因數(shù), 電能質(zhì)量
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