低功率因数表明电路中用于交变磁场吞吐量转换的无功功率很大。从而降低设备的利用率，增加线路的供电损耗。因此，供电部门对电力用户的功率因数有一定的标准要求。

在线电压UL=380 V的三相四线交流电路的功率因数

作为交流电路，其交流电源的容量是固定的，其大小用视在功率S=IU表示。由于不同交流电路的负载参数(R，L，C)不同，电路中电压和电流的相位差也不同。所以电路中的负载不可能完全吸收电源的视在功率，其可用功率是有功功率P只是视在功率S的一部分，这就涉及到交流电源的利用率，功率因数是反映这个利用率的物理量。在单相交流电路中，单相交流电路的功率因数COS的概念称为有功功率P与视在功率S之比，即COS =p/s。

这也适用于三相交流电路，只不过COS是指三相交流电路的功率因数，P和S是指三相交流电路的总有功功率和总视在功率。可以看出，功率因数越大，电路中用电设备的有功功率越大，即电源的利用率越高。

比如一台发电机的容量为100KW，如果负载的功率因数为COS =1，发电机可以输出100KW的有功功率；如果负载的功率因数下降到0.6，发电机最多只能输出：100 0.6=60 (kW)。

发电机的有功功率显示，发电机的容量仍为40KW，没有得到充分利用。

功率因数可以用公式COS =P/S直接计算，但在实际工作中，功率因数可以从安装在变配电室内的有功电能表和无功电能表的读数中得到。由于：

无功功率度=Qt=ssin。t

有功功率度=pt=SCOS 。t

因此：

根据三角形公式，可以从tg计算出功率因数。即：

提高功率因数的意义

常见电气设备的功率因数除白炽灯、电阻器、电加热器接近1外，其他电动机、变压器、架空线、电气仪表的功率因数均小于1。如交流异步电动机，空载时的功率因数仅为0.2 ~ 0.3；轻载时为0.5；额定负载时为0.7 ~ 0.89。无电容荧光灯的功率因数为0.45 ~ 0.6。负载的低功率因数会造成一些不良后果，主要表现在两个方面：

(1)电力系统和用电企业的设备不能充分利用。一般情况下，电力系统中的发电机、变压器等设备不允许长期超过额定电压和额定电流运行。因此，当电压和电流都达到额定值时，低功率因数会造成设备的有功功率输出较少。功率因数越低，相同容量的设备输出的有功功率越少。

(2)电力系统电能损耗增加，供电质量下降。对于输配电线路，线路中的损耗与电流的平方成正比。输送等量有功功率P=IUcos时，功率因数cos越低，输电线路中的电流I=P/UCOS 越大，线路的功率损耗与电流的平方成正比。

另外，当功率因数降低，线路电流增大时，线路中的电压降必然增大，从而导致线路末端的电压降。为了满足终端用户的电压要求，线路首端的电压会提高，从而降低整条线路的供电质量。

从以上两个方面来看，提高功率因数是非常必要的，不仅可以提高电力系统和电力企业设备的利用率，还可以提高同等发电设备条件下的发电能力。而且可以降低电能损耗，提高用电质量，是一项非常重要的节电技术措施。

提高功率因数的主要方法

低功率因数表示对无功功率的大量需求。因此，提高功率因数的主要途径是降低电网中的总无功功率。在反应堆中

提高功率因数有两种方法：提高自然功率因数和无功功率补偿。

当降低各用电设备提高功率因数所需的无功功率时，称为提高自然功率因数；如果用无功发电设备来补偿用电设备所需的无功功率，以提高功率因数，则称为无功补偿法。

提高自然功率因数的途径有：合理使用异步电动机，即避免“大马拉小车”，降低电动机轻载运行的电压；限制异步电动机的空载电流；异步电动机的同步运行；合理调整变压器的经济运行，消除变压器空载现象。

无功补偿是指安装一些能提供无功功率的装置，如并联电容器或并联同步补偿器(相当于容性负载)，就地提供无功功率，以减少线路中的无功功率。并联电容器比同步补偿器更经济，具有损耗小、维护操作方便、故障检查容易等优点，因此被广泛应用于电网和工厂。

工矿企业电网中的大部分负荷都是感性负荷。感性负载功率因数很低的原因是感性负载本身需要电网提供一定的无功功率来建立交变磁场，导致整个电网的功率因数降低。但并联电容后，感性负载所需的一部分无功功率由电容补偿，即感性负载所需的磁场能量不再完全由电源提供。这降低了电源提供的无功功率，从而提高了功率因数。

补偿电容器的容量计算

提高功率因数所需的补偿电容器的无功容量QK可以根据负荷的有功功率、负荷的原功率因数cos1和提高的功率因数cos来确定，其计算方法如下：

假设工作功率为p，无电容补偿时功率因数cos1，由功率三角形可知，无电容补偿时感性无功功率为Q1=PTG 1。

电容器并联后，电路的功率因数提高到cos，电容器并联后的无功功率为Q=PTG 。

优典

其中：

根据（式1）就可以算出要补偿的电容器容量，将：

QK＝U²／XC＝U²／1－ωc＝U²ωc代入（式1），有U²ωc＝P（tgφ1－tgφ）

C＝P／U²ω（tgφ1－tgφ）（式2）

为提高三相对称交流电路的功率因数，可在三相电路中按“Y”或“△”接入电容器。如图所示：

计算实例

在三相供电线路线电压UL＝380V的工厂车间里，装有平均功率因数cosφ1＝0.6的异步电动机，其负载为180KW。现需将功率因数提高到cosφ＝0.95，试求在负载端加装补偿电容器无功功率的容量是多少？（单位：kvar）

解：

则：QK＝P（tgφ1－tgφ）＝180×（1.33－0.33）＝180kvar

1kvar≈19.875uf

单台电动机无功补偿量的选择

（1）单台三相电动机补偿量应把电动机空载时的功率因数补偿至1为原则，如以满载时作依据，空载时必为过补偿。因此：

式中：U——电动机的额定电压（KV）

I0——电动机的空载电流（A）

Q——无功补偿容量（kvar）

（2）当电网的实际运行电压低于电容器的额定电压时，则电容器输出容量达不到额定值，应按下式进行校正。校正后为实际应补偿的容量：Q′＝K²Q

式中：K＝UeB／UL－电容器的额定电压；