单选题
在一定的有功功率下,功率因数表指示滞后,要提高电网的功率因数,下列说法正确的是 ( )
A
增大感性无功功率
B
减少感性无功功率
C
减少容性无功功率
D
都不正确
答案解析
正确答案:B
解析:
本题考查功率因数的概念及其改善方法,核心在于理解功率因数的物理意义、滞后/超前的成因,以及无功功率补偿的基本原理。
一、题干关键信息分析
- “功率因数表指示滞后”:表明负载呈感性,即电流相位滞后于电压,此时电路吸收感性无功功率(Q_L > 0),总无功功率为正值。典型感性负载包括异步电动机、变压器、电感线圈等。
- “在一定的有功功率下”:意味着有功功率P保持不变,提高功率因数的目标是减小视在功率S(因S = P / cosφ),从而降低线路电流、减少损耗、提升设备利用率。
- 功率因数定义:cosφ = P / S,其中φ为电压与电流之间的相位角;滞后时φ > 0,cosφ < 1。
二、功率因数改善原理
要提高滞后功率因数(即增大cosφ),需减小相位角φ。由于感性负载导致φ > 0,其根本原因是存在过剩的感性无功功率。根据无功功率平衡原理:
总无功功率 Q = Q_L − Q_C
其中Q_L为负载吸收的感性无功,Q_C为并联电容器提供的容性无功(即向电网“发出”容性无功,等效于“抵消”部分感性无功)。
因此,提高功率因数的工程措施是:在感性负载侧并联适当容量的电容器,使其提供容性无功Q_C,以补偿(即抵消)部分感性无功Q_L,从而降低电网所需传输的净无功功率|Q|,使Q减小 → φ减小 → cosφ增大。
注意:补偿的本质是“减少感性无功功率在电网中的流动”,即减少电源需提供的感性无功分量,而非改变负载本身固有的Q_L。从系统侧看,等效于“减少了系统供给的感性无功功率”。
三、选项辨析
A:增大感性无功功率 → 将使φ增大,cosφ进一步降低,功率因数恶化。错误。
B:减少感性无功功率 → 正确。此处指通过无功补偿,降低电网中需传输的净感性无功功率(即减小Q_L − Q_C中的净Q值),从而提升cosφ。这是提高滞后功率因数的标准做法。
C:减少容性无功功率 → 若原已并联电容进行补偿,减少Q_C会使补偿不足,净感性无功增加,功率因数下降;若未补偿,减少容性无功(本就不存在)无意义。该操作不利于提高滞后功率因数。错误。
D:都不正确 → 因B正确,此项排除。
四、核心知识点总结
1. 功率因数滞后 ⇔ 负载为感性 ⇔ 吸收感性无功功率。
2. 提高滞后功率因数的方法:并联电容器,提供容性无功,抵消部分感性无功,从而降低系统总无功需求。
3. 补偿效果体现为:在P不变前提下,Q减小 → S减小 → 线路电流减小 → 损耗降低、电压稳定性提高、设备容量裕度增大。
4. 切忌过补偿(Q_C > Q_L),否则将导致功率因数超前,同样降低系统效率,且可能引发谐振等问题。
综上,正确答案为B。
相关知识点:
提电网功率因数,减感性无功
题目纠错
新版-合肥仁创职业培训学校有限公司电工(四级)理论知识考核练习题
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