功率因数是电力系统网络以及所有电气设备中的重要参数，它决定了电力传输或利用率的效率。
较差或低功率因数增加了电流，从而导致电源组件的额外损失，从发电站到最终的消费者安装。必须将其保持在电能的经济和有效分布的统一上。
大纲
什么是功率因数？
功率因数定义为在交流电流（AC）电路中电压和电流之间的余弦角。与DC电路不同，相角差，电压和电流之间存在交流电路。ϕ（或cos ϕ）的余弦称为功率因数。
如果电路由归纳元素组成，或者表现得像电感电路（当前滞后电压后面），则该电路中的功率因数称为滞后功率因数。
另一方面，如果电路本质上是电流导致电压的电容性，则功率因数称为领先功率因数。如果电压和电流之间没有相角差，则是统一功率因数。
考虑上述电感电路的波形和相图图，其中电流滞后于角度ϕ。在这里，总电流分为两个组件。
i cos ϕ分量称为瓦特或有源分量，它与源电压相同。i sin ϕ分量称为无瓦或反应性分量，为900与源电压过时。
从图中我们可以说，这两个组件的角度决定了功率因数，这意味着如果反应性成分很小，则相角ϕ是很小的高功率因数（在每个电路中，应保持功率因数高利用功率利用）。因此，电路中的一个小反应电流导致高功率因数，反之亦然。
要注意的是，功率因素永远不会超过统一性。电源结果最有效的负载量为1。如果负载的功率因数为0.8，则假设供应系统中的供应系统损失更高。
通常，除了值之外，通常用落后和领导的单词表示功率因数。这是表示电压是电流导线还是滞后。例如，0.8滞后意味着电路的功率因数为0.8，而电流滞后电压。有时，它也表示为一个百分比，例如80％滞后。
电源因子也可以用电气设备消耗或完整的电气安装来表示。在这种情况下，功率因数定义为真实功率（KW）与总表观功率（KVA）之间的比率。
考虑上述功率三角形，该三角形赋予各种力量之间的关系。Vi cos ϕ分量称为真实或活性功率，该功率以瓦（W）或千瓦（kW）为单位进行测量。它在电路中导致有用的工作。
vi vi ϕ，分量称为瓦特或反应能力，并以伏特 - 重型反应性（VAR）或千伏 - 强烈反应性（KVAR）进行测量。它是由电路中的电感或电容引起的，并且具有两个主要功能。提供磁场并给电容器充电。
真实和反应性或简单的VI分量的最终成分称为明显的功率，并以伏特（VA）或千伏特（KVA）（KVA）进行测量。
从图，功率因数，cos ϕ =主动能力/明显力量= vi cos ϕ/ vi
cos ϕ = kW/kva
上述功率因数的表达衡量了如何有效地将电力转化为有用的工作输出。而且，从电源三角形来看，反应式功率组件可以测量功率因数。如果反应能力组件很小，则功率因数将高，反之亦然。
从上面的讨论中，可以按以下方式表示功率因素
- 功率因数= cos ϕ =电压和电流之间的余弦角
- 功率因数= vi cos ϕ/ vi = kW/ kva
- 另外，功率因数=电阻/阻抗= r/ z
低功率因数的影响或缺点
在了解缺点之前，让我们考虑以下计算。
假设，电动机在200 V和1kW时的额定值为200 V和1kW，并且以两个不同的功率因素（即0.5和Unity）运行。每个功率因子操作中电动机的电流被给予
在统一功率因数上，i =（1000/200×1），因为p = vi cos ϕ
因此电流以统一功率因数流过电动机，i = 5 a
另外，明显的功率= vi = 200×5 = 1KVA
在0.5功率因数时，i =（1000/200×0.5）
因此电流以0.5功率因数流过电动机，i = 10 a
另外，明显的功率= vi = 200×10 = 2 kVa
低功率因数的原因包括各种感应载荷，例如感应电动机，电源变压器，感应炉，焊接变压器，照明设备的镇流器等。
由于高谐波含量或扭曲电流波形通过各种电子负载获得的也导致低功率因数。其中一些负载包括逆变器，整流器，可变速度驱动器，SMP等。
低功率因数的缺点如下。
较大的电缆尺寸
低功率因数期间通过导体或电缆流动的电流高于高功率因数下的电流。
在上面的示例中，与统一功率因数相比，导体必须以低功率因数携带两倍的电动机。在负载的低功率因数条件下，需要较大的电缆以携带较大的电流。
较大的KVA等级
设备的KVA等级随功率因数的降低而增加。根据上述计算，KVA额定值为1AT统一功率因数，为0.5功率因数为2。
或者，cos ϕ = kW/kVa，其中kVA额定值与功率因数成反比。因此，必须以低功率因数将设备的KVA额定值更高。这导致设备更大，更昂贵。
更多的铜损失
由于较大的电流以低功率因数流经设备或安装的电源系统网络，因此系统中的铜损耗（I2R）将增加，因此导致效率较差。
更多的电力关税：由于电流的消耗，低功率因数增加了电费。有时，电力公司会对低功率因数处罚，因为该公司必须安装变压器，电缆和其他设备来提供明显的电力（KVA），但不提供真正的电力（KW）。
电压调节差：低功率因数会导致传输和分配线，变压器，交流发电机等的电压下降。这导致电源端的电压降低。
功率因数校正方法
功率因数提高的优点包括减少功耗，提高能源效率，降低电费，现有供应量的额外KVA可用性，降低线路的电压下降，扩展设备寿命和降低功率损失。
通过连接某些设备（例如电容器），这些设备与较差的功率因数运行，可以提高功率因数。有不同的方法可改善功率因数。其中一些方法将在下面讨论。
静态电容器校正功率因数
电容器通过绘制引导电流来反对负载或电动机的电感效应。这些与要校正的负载并联连接，以使负载电流的滞后反应功率分量完全或部分中和。
在这种方法中，静态电容器可能会跨个别电动机负载连接，也可以在传输或分配变电站的库中连接。
当使用电动机时，电容器的单个系统可以更准确地校正功率因数。
如果有电容器银行系统，则根据所需的校正自动控制各种电容器。在三个相载荷的情况下，电容器库以星或三角模式连接，如图所示。
该方法广泛用于行业和变电站。由于其中没有活动部件，因此需要更少的维护。但是，一旦受损，电容器的维修就不是经济的。
通过同步冷凝器校正功率因数
同步冷凝器是一台类似于同步电动机的旋转机，但是电动机的轴未带出外壳。由于轴负荷很小，机器需要很少的主动功率。
该电动机的现场激发有所不同，以产生不同的功率因子。当同步电动机被过度激发时，它的行为就像一个电容器（占用电流的属性）。
在无负载下运行的过度兴奋的同步电动机称为同步冷凝器。当它与以低功率因数运行的负载并行连接时，它采用领先电流，从而中和电流的滞后反应性组件类似于电容器。
同步冷凝器具有固定的三相电枢绕组，该绕组连接到必须提高功率因数的负载端子。
其旋转场是由直流电源激发的（该电源是从三相供应中绘制的，然后是通过整流），有时是由安装在同步冷凝器轴上的小型直流发电机提供的。
因此，同步冷凝器的转子场电流量受到直流发电机提供的直流激发量的控制，换句话说，功率因数校正的量受DC激发的量控制。
在上面的相分子中，载荷电流IL落在角度ϕL的电压下，而通过同步冷凝器的电流导致电压降低了角度ϕm。
因此，IL和IM的总和给出了电流i的结果，该电流i落在角度ϕ上。从图中可以明显看出角度ϕ小于ϕL，因此COS ϕ大于COS ϕL。因此，通过这种方法提高了功率因数。
该方法通过改变同步冷凝器的场电流来实现功率因数的步骤控制。
但是，这种方法在某些缺点（例如高维护成本，电动机中的巨大损失以及需要辅助设备来启动电动机的需要）方面挣扎（因为同步电动机不是自启动的）。
阶段前进者的功率因数校正
通过相位促进者纠正功率因数的方法主要用于感应电动机。这是因为感应电动机的功率因数由于绕组的高滞后性质而非常低，其中场电流落后电压稍接近900。
如果此归档电流是从其他AC来源提供的，则电动机不会从电源中获得现场电流，从而提高了功率因数。
该作业是执行的相位前进器，该相位是安装在感应电动机轴上的小型换向器机器，并连接到转子以在滑动频率下提供场电流。
当相位前进的机器提供比要求更多的电流或安培的转弯时，感应电动机会采用引导电流（因为它充当过度激发的同步电动机），从而提高了功率因数。对于低于200 H.P.的电动机而言，此方法不经济。
