电工基础：为什么要提高功率因数
王曾
发布于2023-05-29 11:26
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标签：电工,电工入门,电工基础,功率因数
很多人对功率因数的概念都是一知半解的，但如果要解释清楚它，就得从数学的角度出发，那样的话，就更多人不理解了，所以，我将直接从实际出发，给大家讲讲为什么要提高功率因数。 免费试学电工视频教程
功率因数（cosφ），其实就是一个比值，没有单位，简单来说，就是有功功率对容量（视在功率）的占比，即cosφ=P/S。所谓有功功率P其实就是平均功率，单位为瓦（W），是真正用于转化输出的功率，如家用电器照明灯的功率12W、热水器的功率1500W等。而容量S是指视在功率，即线路真正传输的功率，含有功功率与无功功率Q，例如你家的电风扇在工作时，电机除了要消耗有功功率转化为机械能用于旋转外，还要吸收无功功率用于激发磁场。但这个磁场并没有被消耗，它是随电流变化的，电流为零，磁场也就没有了，电流最大时，磁场也最强。
基于很多人对无功功率也不是很理解，在这里我再补充说明一下，以上文的电风扇为例，电机一直在旋转，所以它在源源不断地消耗有功功率P，但磁场不是这样的。在电流增大的过程中，电机的磁场在变强，此时，电机将吸收电能转化为磁场能；然而，在电流变小的过程中，电机的磁场也在变弱，此时电机就会将磁场能转化为电能，将能量还给电源，也就是说，电机在和电源不断地进行能量交换，这就是无功功率的表现：不消耗，仅交换。这也是为什么电费计算只与有功功率有关的原因。
在理解了有功功率与无功功率后，我们再看回容量，显然，当一个负载需要有功又需要无功时，系统同时传输两种功率，其电流就会更大，因为S=UI，电压U一般是不变的，所以在容量增大时，电流就会增大。
而功率因数是有功功率对容量的占比，这意味着，若cosφ≠1，容量中肯定含有无功功率部分。例如一台变压器容量是400kVA，cosφ=0.8，那么这台变压器的输出功率（有功）就是400×0.8=320kW，若cosφ=0.9，那么这台变压器的输出功率就是400×0.9=360kW，显然，功率因数越高，变压器的输出功率就越大。
另外，从负载的角度出发，例如某电动机的额定功率是200kW，功率因数cosφ=0.8，这就意味着电源要输出200÷0.8=250kVA的容量，而若功率因数cosφ=0.98，那么电源仅需输出200÷0.98≈204.1kVA的容量！显然，功率因数越小，电源输送容量越大，电压不变的情况下电流就越大，增大线路损耗，
综上，提高功率因数是很有必要的！
