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功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備工作效率高低的參數(shù)指標(biāo)。在交流電路中，它定義為有功功率與視在功率的比值。在非正弦波電路中，功率因數(shù)PF與總諧波失真THD及基波功率因數(shù)cosΦ有關(guān)，具體公式如下：
上式說明，在基波功率因數(shù)cosΦ不變時，降低總諧波失真THD，可以提高功率因數(shù)PF，即THD越小則PF越高。
某場合測量數(shù)據(jù)
現(xiàn)場主要負(fù)載為電阻加熱爐，現(xiàn)場功率因數(shù)低需要提高功率因數(shù)。
圖一：電壓/電流波形
圖二：電流及電流畸變率
圖三：功率及功率因數(shù)
圖四：電網(wǎng)各次諧波列表
圖五：進(jìn)線柜多功能儀表功率因數(shù)PF
圖六：實(shí)拍無功柜功率因數(shù)COSΦ
測量數(shù)據(jù)分析及選型參考
現(xiàn)場測量時只開了一組電阻爐，根據(jù)圖片數(shù)據(jù)可知，電流有效值為268A，諧波電流約為107A；但是現(xiàn)場實(shí)際有5臺同樣的電阻爐，所以估算滿負(fù)荷電流有效值約為1338A，諧波電流約為535A，在暫時不考慮補(bǔ)償時諧波放大和設(shè)備間諧波互相抵消的情況下，濾波器選型在600A左右。
根據(jù)圖三可知sum-PF為0.88，這和圖五多功能儀表顯示數(shù)據(jù)（0.884）一致，但是圖六功率因數(shù)控制器上顯示為0.98，這是因?yàn)閳D五顯示的為全波功率因數(shù)PF，而圖六顯示的是基波功率因數(shù)cosΦ，當(dāng)cosΦ=0.98，THD=50%時，可計(jì)算得出PF=0.876，與圖三、圖五數(shù)據(jù)一致，所以當(dāng)現(xiàn)場諧波電流畸變率THDi無法降低時，即使補(bǔ)償完所有的無功功率，PF最大也只能到0.88左右，無法達(dá)到0.92或以上；只有在補(bǔ)償無功的同時，濾除系統(tǒng)諧波電流，降低電流畸變率THDi，才能進(jìn)一步提高全波功率因數(shù)PF。
無功補(bǔ)償串抗率為7%（或14%）時，可以抑制5次（或3次）及以上諧波流入電容器，但是對5次（或3次）以下的諧波極易產(chǎn)生諧振，從而燒毀電容器或其他元器件；根據(jù)圖四可知，現(xiàn)場2/3/4次諧波都存在，所以使用的7%電抗器對于這三種諧波都極易引起諧振，建議改用抗諧波能力更強(qiáng)的濾波電容器或者使用SVG等有源設(shè)備進(jìn)行無功補(bǔ)償，達(dá)到更好的補(bǔ)償效果。
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