提高感性负载功率因数市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

功率因数提升实验目实验原理实验仪器实验步骤实验报告实验现象实验结果分析实验相关知识实验标准报告第1页实验目1.研究并联与感性负载（日光灯）电容器对提升功率因数作用，认识提升功率因数实际意义。2.学习功率因数表、日光灯线路连接，提升实际操作能力。第2页试验原理 功率因数高低包括到对发电设备（如发电机、变压器等）利用电能充分是否。为了有效地利用这些发电设备必须提升功率因数。在电力系统中，提供电能发电机是按要求额定电压UN和额定电流 IN设计。发电机长久运行时，其电压和电流都不能超出额定值，不然会使发电机寿命缩短,甚至损坏。发电机容量是额定电压与额定电流之积 第3页 ，它是发电机在安全运行下所能产生最大功率。所以要充分利用发电机应该使其能送出平均功率等于该机容量 。发电机在额定电压与额定电流下运行时送出平均功率与所接负载功率因数亲密相关，即 只有当所接负载是电阻时，因 发电机送出平均功率恰好等于发电机容量，发电机才得到充分利用，当负载是感性（或容性）时，因为 ，发电机送出平均功率要小于该机容量，发电机得第4页不到充分利用，所以为了尽可能充分利用发电容量，必须提升功率因数。为了降低输电线上损耗，也需要提升功率因数。输电线上损耗为：负载吸收平均功率为：（是负载端电压有效值）当负载功率因数较低时，线路中电流会增大，从而引发线路损耗增大。而当UL和 PL不变时，提第5页高功率因数能够降低输电线上损耗。电力负载多数为感性负载，所以为了提升功率因数，普通采取在感性负载上并联电容器方法。因为这么就能够用电容器无功功率来赔偿感性负载无功功率，从而降低、甚至消除感性负载与电源之间能量交换。3.提升感性负载功率因数提升试验电路图如图5.8.1所表示。以日光灯作为负载用可变电容器并联于电容两端，保持负载电压不变，改变电容 值，观察总电流I与改变。第6页图 5.8.1功率因数提升试验电路图 第7页试验仪器电工试验台1台交流电流表3只交流电压表3只单相功率表1只日光灯试验板1块第8页电工试验台第9页交流电流表第10页交流电压表第11页单相功率表第12页日光灯试验板第13页试验步骤1.按图5.8.1接线当C=0F时，接通电源，使日光灯点亮，测量总电流I、总电压U、cos,以及灯管两端电压UR和镇流器端电压UL。数据填入表5.8.1内。I /AU/VP/WcosUR/VUL/V表5.8.1 日光灯电路参数测量第14页2.电容值，C=1，2，3，7F。保持U不变，测量在不一样C值时，电路总电流I、电感电流IL、电容电流 IC 与cos值。数所填入表5.8.2内C/F)1233.544.5567I /AIL/AIC /AP/Wcos第15页试验汇报依据任务1测量所得数据，计算日光灯等效电阻及电感。画出cosI、IC曲线，说明它们关系。第16页试验现象 伴随电容容量增加，电路总电流减小。当电容为4微法时，电路总电流最小、功率因数最大。当电容容量继续增大时，电路电流增大负载性质转变容性。第17页试验结果分析1.怎样依据电流表读数来判断负载功率因数等于1情况？答：当电流表读数最小时，负载功率因数等于1。2.在日光灯电路中，假如缺乏启辉器，在确保安全情况下，怎样使日光灯点亮？答：用导线将启辉器两端短接，等日光灯点亮后再断开。第18页试验相关知识预习知识及要求相关知识点注意事项第19页预习要求预习并联电容器对提升感性负载功率因数原理。预习日光灯工作原理。第20页相关知识功率因数功率因数提升第21页注意事项1.按图正确接线，切勿将把220V电源，接到日光灯管两端，以免损坏灯管。2.接通电源前，将电路中全部电容器控制开关，放在OFF位置上。3.改变电容值时，尽可能测出cos1(或靠近于1)数据。第22页试验标准汇报一、试验目标一、试验目标1.研究并联与感性负载（日光灯）电容器对提升功率因数作用，认识提升功率因数实际意义。2.学习功率因数表、日光灯线路连接，提升实际操作能力。第23页二、试验内容二、试验内容1.日光灯电路研究。2.并联电容提升日光灯电路功率因数。三、试验用仪器、设备三、试验用仪器、设备电工试验工作台1台日光灯试验工作板1块单相功率表1只交流电流表 3只交流电压表 1只第24页四、试验用详细电路图四、试验用详细电路图第25页五、试验相关原理，所应用公式五、试验相关原理，所应用公式1.日光灯交流电路研究：在电路中日光灯管与镇流器串联组成一个电阻和电感串联电感性负载电路，因为镇流器本身电感较大，故整个电路功率因数很低。整个电路消耗功率P包含日光灯管消耗功率（PR=U2I）以及镇流器所消耗有功功率（PL=P-PR）。为了提升电路功率因数，能够与电感性负载并联电容器，此时总电流I 是日光灯电流 IR 和电容器电第26页流 IC相量和：，其相量图如图所表示。第27页因为电容器吸收容性无功电流 IC抵消了一部分日光灯电流中感性无功分量，所以电路总电流下降，电路功率因数被提升了。当电容器逐步增加到一定容量时，总电流下降到最小值，此时电路功率因数 。若继续增加电容量，总电流又将上升。因为电源电压是固定，所以并联电容器并不影响感性负载正常工作，即感性负载电流、功率及功率因数并不随并联电容量多少而改变，仅仅是电路总电流及总功率因数发生改变。第28页六、试验数据统计六、试验数据统计1、日光灯电路中功率关系 按图5.8.1接线，当 时，接通电源，使日光灯点亮，测量总电流 I、总电压U、，以及灯管两端电压UR和镇流器端电压UL。将数据填写入表5.8.1内表5.8.1 日光灯电路参数测量I /AU/VP/WUR/VUL/V03923333403762207第29页2电容值，C=1，2，3，7 。保持 U 不变，测量在不一样 C 值时，电路总电流 I、电感电流 IL、电容电流IC与 值。将数据填写入表5.8.2内表5.8.2功率因数提升参数测量12344.47567I/A0.290.230.180.160.1840.230.2650.3IL/A0.350.350.350.350.350.350.350.35IC/A0.070.1680.2450.3170.350.3980.4950.56U/V225225223221222221223222P/W29.629.62.9629.629.629.629.629.60.450.570.7370.840.7250.580.500.44第30页七、试验数据计算七、试验数据计算电路功率因数：计算结果见表5.8.2所表示。八、试验结果分析试验结果分析 伴随电容增大，电路中总电流减小，当电流减小至最低值时，电路功率因数最大。此时电容继续增大，电路总电流也增大，电路性质由感性转变为容性。第31页