定义为: 在电力系统中,电动机及其它带有线圈(绕组)的设备很多,这类设备除了从电源取得一部分电功率作有功用外,还将耗用一部分电功率用来建立线圈磁场。这就额外地加在了电源的负坦,功率因数cosØ(也称力率)就是反映总电功率中有功功率所占的比例大小。 我们知道所有发电机都是旋转机械,产生的电压就是正弦波,这就是我们所谓的交流电。交流电有一个好处就是通过电磁感应可以用变压器来改变其电压,而且可以升高到几十万伏进行远距离传输以减小传输中的损耗,到目的地以后再降下来变成我们常用的市电。我们现在的市电就是220V,50Hz的交流电。而在电工学里交流电是可以用矢量来表示的。矢量可以表示电压也可以表示电流。对于纯电阻的负载,电压和电流是同相的,而对于纯电容负载或纯电感负载,电流和电压就不同相,而是有一个90度的相角,或者称为相位差。在纯电感负载时,其上的电压是**电流90度,而纯电容负载时,其上的电压落后于电流90度。 如果我们用波形表示时,通常把电压表现为余弦波,如果电流落后于电压,就是电感性负载,**于电压就是电容性负载。 图1. 电感性负载的交流电压和交流电流之间的关系 因为实际上纯电感和纯电容都不存在的,实际的负载只能称为电感性负载或者是电容性负载。这时候其交流电压和交流电流之间就有一个夹角φ,对于电感性负载我们把这个夹角称为φL,而对于电容性负载的夹角就称为φC。(见图2) 图2. 电感性负载和电容性负载电压和电流的矢量表示法 功率等于电压和电流的乘积,但是只有在纯阻负载的时候(电压和电流同相)是这样,而在电感性或电容性负载的时候就要把电流的矢量投影到电压矢量(水平轴)上去,也就是要乘以cosφL或者cosφC。我们通常就把这个cosφL或者cosφC称为功率因数。 但是由于这个夹角可以是正的,也可以是负的,所以功率因数也是可能为正数(感性负载)也可能为负数(容性负载)。 但是当我们用矢量来代表电压和电流时,前提是它们的频率必须是完全相同的。而且是在一个线性系统里。 在线性系统里我们也会把功率因数用有功功率和视在功率之比来表示。所谓有功功率就是和电流同相的那部分电压和电流的有效值的乘积。而视在功率就是不考虑其间的相位差而将电压和电流的有效值直接相乘所得到的“功率”。而这二者之比显然就是前面所说的相角的余弦cosφ。 |
首先,要说明一下,通常我们写作“功率因数”,它是个数,是个系数,不大于1的系数。也就是本来可以做的功,但是实际做不到那么多,做了一些无用功,所以乘上一个系数。 无功补偿的主要目的就是提升补偿系统的功率因数。因为供电局发出来的电是以KVA或者MVA来计算的,但是收费却是以KW,也就是实际所做的有用功来收费,两者之间有一个无效功率的差值,一般而言就是以KVAR为单位的无功功率。大部分的无效功都是电感性,也就是一般所谓的电动机、变压器、日光灯……,几乎所有的无效功都是电感性,电容性的非常少见。也就是因为这个电感性的存在,造成了系统里的一个KVAR值,三者之间是一个三角函数的关系: KVA的平方=KW的平方+KVAR的平方文字 简单来讲,在上面的公式中,如果今天的KVAR的值为零的话,KVA就会与KW相等,那么供电局发出来的1KVA的电就等于用户1KW的消耗,此时成本效益*高,所以功率因数是供电局非常在意的一个系数。用户如果没有达到理想的功率因数,相对地就是在消耗供电局的资源,所以这也是为什么功率因数是一个法规的限制。目前就国内而言功率因数规定是必须介于电感性的0.9~1之间,低于0.9,或高于1.0都需要接受处罚。这就是为什么我们必须要把功率因数控制在一个非常精密的范围,过多过少都不行。 供电局为了提高他们的成本效益要求用户提高功率因数,那提高功率因数对我们用户端有什么好处呢? ① 通过改善功率因数,减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件,如变压器、电器设备、导线等的容量,因此不但减少了投资费用,而且降低了本身电能的损耗。 ② 藉由良好功因值的确保,从而减少供电系统中的电压损失,可以使负载电压更稳定,改善电能的质量。 ③ 可以增加系统的裕度,挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低,那么在既有设备容量不变的情况下,装设电容器后,可以提高功率因数,增加负载的容量。 举例而言,将1000KVA变压器之功率因数从0.8提高到0.98时: 补偿前:1000×0.8=800KW ④ 减少了用户的电费支出;透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠。 此外,有些电力电子设备如整流器、变频器、开关电源等;可饱和设备如变压器、电动机、发电机等;电弧设备及电光源设备如电弧炉、日光灯等,这些设备均是主要的谐波源,运行时将产生大量的谐波。谐波对发动机、变压器、电动机、电容器等所有连接于电网的电器设备都有大小不等的危害,主要表现为产生谐波附加损耗,使得设备过载过热以及谐波过电压加速设备的绝缘老化等。 并联到线路上进行无功补偿的电容器对谐波会有放大作用,使得系统电压及电流的畸变更加严重。另外,谐波电流叠加在电容器的基波电流上,会使电容器的电流有效值增加,造成温度升高,减少电容器的使用寿命。 谐波电流使变压器的铜损耗增加,引起局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热等。 谐波污染也会增加电缆等输电线路的损耗。而且谐波污染对通讯质量有影响。当电流谐波分量较高时,可能会引起继电保护的过电压保护、过电流保护的误动作。 |
采用 S22.5 数据解耦装置,AS-Interface 网络也可配备标准电源模块的 24 VDC 或 30 VDC,并在一根电缆上实现数据和电能传输。
因此,数据解耦模块和标准电源模块的组合可以成本高效地替代久经验证的 AS-Interface 电源模块。
数据信号质量和 AS-Interface 网络的可靠运行受此约束。
数据解耦装置 S22.5的特点防护等级 IP 20
窄型:宽 22.5 mm
带有螺钉型或弹簧型端子的型号
按单或双数据解耦的选项
通过一个电源模块为多个 AS-Interface 网络供电
工作电压 24 VDC 或 30 VDC(接地或不接地)
可调电流限值高达 2 x 4 A
带故障存储功能的集成接地故障检测;可以将显示禁用
诊断 LED 和信令触点
按钮复位或者远程复位
接地故障检测带接地和不接地电源的集成接地故障检测功能:采用 24 VDC 电源时,按惯例,允许将负极和地连接在一起(从数据解耦模块的上游)。系统会检测 AS-Interface 网络的负极或正极接地故障(从数据解耦模块的下游),并将其保存在故障,通过 LED 和继电器触点发出故障信息。
对于未接地的电源,建议在 AS-i 主站中使用接地故障检测。在此情况下,可以禁用数据解耦单元中的接地故障指示灯,以避免任何不需要的 LED 指示。