在電力電子領(lǐng)域，PFC（功率因數(shù)校正）是提高電氣系統(tǒng)性能和一般效率的重要機(jī)制。PFC 具有一組提高電路功率因數(shù)系數(shù)的技術(shù)。這反過來(lái)又最大限度地利用了能源并減少了浪費(fèi)。承認(rèn) PFC 及其作用是保證電力基礎(chǔ)設(shè)施平穩(wěn)運(yùn)行和耐用性的最重要問題。那么在電氣工程中的功率因數(shù)校正是什么及其重要性。

一、什么是功率因數(shù)校正 （PFC）：

功率因數(shù)校正 （PFC） 是指電源系統(tǒng)中用于提高功率因數(shù) （PF） 的技術(shù)。PF 通常用于計(jì)算機(jī)電源中以提高 PF。PF 決定了功耗效率，PF 值越高表示使用效率越高。

二、功率因數(shù)的類型：

電路中的功率因數(shù)可以表現(xiàn)為三種類型：超前、滯后或 1 型，具體取決于電路。

1．超前功率因數(shù)：當(dāng)電路中的電流領(lǐng)先于電壓指針或純電容電路時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。先進(jìn)的功率因數(shù)導(dǎo)致電流和電壓之間產(chǎn)生正相位角，值為 -1 到 0。

2．滯后功率因數(shù)：滯后功率因數(shù)概述了電流滯后于電壓的情況，通常在純感應(yīng)電路中觀察到。這里，電流和電壓之間的相位角為負(fù)，額定功率因數(shù)從 0 到 1。

3．單位功率因數(shù)：在具有同相電流和電壓的電路中，功率因數(shù)等于 1。這種情況發(fā)生在電路上沒有無(wú)功功率負(fù)載的理想情況下。

三、為什么需要功率因數(shù)校正：

采用 PFC（功率因數(shù)校正）的目的是提高電氣系統(tǒng)的性能。這個(gè)公式為企業(yè)和組織提供了基本的好處。以下是 PFC 不可或缺的原因：

1．減少碳排放：PFC 可以在本地執(zhí)行無(wú)功功率;因此，沒有大量的系統(tǒng)需求。該物因素促進(jìn)了能源效率和環(huán)境可持續(xù)性。此外，PFC 減少了對(duì)主電源的依賴，從而延長(zhǎng)了電網(wǎng)的使用壽命，從而實(shí)現(xiàn)了低碳足跡和良好的企業(yè)生態(tài)屬性。

2．增加負(fù)載能力：PFC 模塊消除了無(wú)功功率，可以更廣泛地使用有功功率 （KW），而不會(huì)產(chǎn)生通常相關(guān)的浪涌，而只是過載風(fēng)險(xiǎn)。這種靈活性使企業(yè)能夠以更實(shí)惠的成本增加運(yùn)營(yíng)能力，因?yàn)樗簧婕鞍嘿F的基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)，因此，作為滿足不斷增長(zhǎng)的能源需求的一種手段，在財(cái)務(wù)上是可行的。

3．避免處罰：此外，盡管保持高功率因數(shù)，但使用耗電設(shè)備的人通常會(huì)收取更高的電費(fèi)。PFC 解決了這個(gè)問題，使功率因數(shù)提高到超過罰值閾值，從而顯著降低了大量能源成本，并實(shí)現(xiàn)了有組織的電力使用。

4．增強(qiáng)的電壓穩(wěn)定性：功率因數(shù)低于最佳值引起的電壓降可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞和維護(hù)成本增加。消除了 PFC 的壓降挑戰(zhàn)，從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的電壓水平以及整個(gè)電氣系統(tǒng)的整體高效率和安全性。

5．降低最大可用性要求：因此，基于 PCF 的部署降低了整個(gè)系統(tǒng)的峰值功耗，這有助于避免對(duì)電源施加的壓力，并減少系統(tǒng)因電氣故障或中斷而中斷的情況。這種先發(fā)制人的措施最大限度地減少了停機(jī)時(shí)間，進(jìn)而最大限度地減少了這方面的成本，從而確保正常的業(yè)務(wù)程序不會(huì)中斷。

功率因數(shù)校正成為開發(fā)有效能源管理的關(guān)鍵因素，該能源管理具有各種優(yōu)勢(shì)，例如節(jié)省資金、提高運(yùn)營(yíng)彈性和環(huán)境責(zé)任。企業(yè)主應(yīng)采用促進(jìn)可持續(xù)性和運(yùn)營(yíng)效率的做法，以全面整合 PFC 解決方案，幫助他們改善電力基礎(chǔ)設(shè)施。

四、如何計(jì)算功率因數(shù)校正：

選擇合適的 PFC 設(shè)備涉及一種系統(tǒng)的方法，需要以下步驟方面的專業(yè)知識(shí)：

第 1 步：使用有源和無(wú)源功率因數(shù)校正技術(shù)：

第一步是根據(jù)其無(wú)功功率 （cos φ） 和視在功率 （S） 計(jì)算所需的 （Qc in kvar）。

Qc 可以使用公式 Qc = P （tan φ – tan φ'） 計(jì)算，公式從圖中得出，其中：

Qc=電容器組功率 （KVAr）。

P = 活動(dòng)模式下的功率 （KW）

tan φ = 考慮未補(bǔ)償相移的推力角的 tan。

φ? ' = tan φ ' = 補(bǔ)償后相移角的正切值。

φ 和 tan φ參數(shù)可以從會(huì)議計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)或在安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的直接測(cè)量中獲得。

第 2 步：補(bǔ)償制度的選擇：

接口電容可以根據(jù)位置（整個(gè)電網(wǎng)）或扇區(qū)（逐節(jié)）進(jìn)行設(shè)置。

影響選址的因素包括：

●總體目標(biāo)（例如，避免對(duì)無(wú)功電能的處罰，減輕變壓器的壓力）。

●操作模式（一致或變化）。

●電容器對(duì)網(wǎng)絡(luò)特性的影響是可預(yù)測(cè)的。

●安裝成本。

第 3 步：決定薪酬形式：

●根據(jù)性能要求和控制復(fù)雜性使用不同的補(bǔ)償類型：

●固定：以固定閥的形式互連可變電容器組。

●自動(dòng)：鏈接步驟，使系統(tǒng)靈活并具有控制能量輸出的能力。

●動(dòng)態(tài)： 非常適合平衡塊狀裝載機(jī)。

第 4 步：轉(zhuǎn)換器和 FRA 的設(shè)計(jì)必須適應(yīng)工作條件和諧波的變化：

●工作條件會(huì)顯著影響電容器的使用壽命，因此需要考慮以下參數(shù)。

●環(huán)境溫度 （°C）。

●通過電壓干擾的影響感應(yīng)預(yù)期的過電流。

●每年最大開關(guān)操作數(shù)；

●期望壽命。

某些負(fù)載會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)中普遍存在諧波，這對(duì)電容器不利。在這種情況下，應(yīng)評(píng)估諧波效應(yīng)，因?yàn)樗梢源_保電容器的最佳性能和使用壽命。

結(jié)論：在一個(gè)每一瓦特都很重要的世界里，功率因數(shù)校正成為將能源浪費(fèi)轉(zhuǎn)化為效率的重要工具。PFC 能夠優(yōu)化電力使用并減少不必要的損失，已成為可持續(xù)電氣系統(tǒng)的支柱。調(diào)整 PFC 并照亮通往更綠色、更高效未來(lái)的道路。