功率因数是什么意思

功率因数是衡量电气设备效率的一个系数。它的大小与电路的负载特性有关。比如白炽灯、电阻炉等电阻负载的功率因数为1 ，有感性负载的电路的功率因数一般小于1 。功率因数低意味着无功功率高，降低了设备利用率，增加了线路供电损耗。
网上有很多关于功率因数讨论的文章，但是很多人还是对一些概念有误解，会给系统的设计带来很多危害，这里有必要澄清一下。
一、功率因数的由来和含义
电场中有三种基本类型的负载：电阻、电容和电感。电阻是消耗功率的器件，电容和电感是储存功率的器件。纯电阻负载上日常用交流电的电压和电流同相，即相位差q=0 ，如图1(a)；纯容性负载上交流电的电压和电流的关系是电流电压90 (q=90) ，如图1(b)所示。纯感性负载上交流电压和电流的关系是电流滞后电压90(q=-90) ，如图1(c)所示。
图1不同性质负载的电流-电压关系
功率因数定义为：
(1)
阻性负载上的有功功率就是视在功率，也就是两者相等，所以功率因数f=1 。但是，纯容性和感性负载上的电流和电压相差90 ，因此功率因数f=cosq=cos90=0 ，即纯容性和感性负载上的有功功率为零。
【功率因数是什么意思】由此可以看出一个问题，也是电源问题。对于不同的负载，输出功率的大小和性质是不同的，所以可以说负载的性质决定了电源的输出。换句话说，电源的输出并不取决于电源本身，就像水塔的供水流量取决于水龙头的开度一样。
从上面的讨论可以看出，功率因数是表征负载的性质和大小的参数。而且一般来说，一个负载只有一个性质，就像一个人只有一个身份证号一样。该属性由负载的输入端决定，称为负载的输入功率因数。当负载电路完成时，其输入功率因数是固定的。
例如作为前端市电或发电机的负载，如六脉冲整流器输入的ups ，其输入功率因数为0.8 。无论是要求前置市电还是发电机输入100kva的视在功率，都需要要求前置电源提供80kw的有功功率和60kvar的无功功率。如果ups的输入功率因数为0.6 ，则需要向前置电源要求60kw有功功率和80kvar无功功率。对于这样的输出分配，前端电源是“未经授*”的。
二、表征ups输出能力的参数——负载功率因数
1.负载功率因数被错误地称为“输出功率因数”
不间断电源不能一对一制造，应根据市场上现货销售的现有电器的形式和规模，提前制造一批或多批不同功率因数和功率规格的机器。提前制造一个或几个批次的ups的依据是负载功率因数。当ups的负载功率因数等于负载的输入功率因数时，称为完全匹配， ups可以输出所有功率。当遇到不匹配的负载时，必须降额。图2显示了不间断电源负载功率因数和负载输入功率因数之间的关系。
图2不间断电源负载功率因数与负载输入功率因数的关系
有人误把ups的负载功率因数称为ups的输出功率因数。这个误解的来源大概是认为，既然ups有输入功率因数，那么它就一定有输出功率因数。由此， ups有两个属性，一个来自输入，一个来自输出，误解了电路属性的唯*性。既然是ups的输出功率因数，那么如上所述，如果ups具有输出100kva的能力，那么功率因数所指示的有功功率和无功功率在负载情况下都应该给出。例如，当称为输出功率因数的值为0.8时，在负载条件下都可以给出80kw的有功功率和60kvar的无功功率。但事实并非如此。比如这种情况经常发生。负载功率因数为0.8的100kvaups负载线性负载时，会因过载而转向旁路。这是其中之一；其次，用功率因数仪测量ups的输出端时，发现线性负载时功率因数值为1 ，二极管整流器和滤波器输入it负载时功率因数值为0.7 ，所以得不到0.8！其实这两种情况都是测负载的功率因数，所谓的输出功率因数0.8根本不会出现，除非有输入功率因数为0.8的负载，但当时还是测负载的功率因数。也就是说，只要测量负载，就测量负载的功率因数。这样，不间断电源的“输出功率因数”只有在没有负载时才能测量。此时有功功率p的输出电流ip为0 ，视在功率s的输出电流is为0 。虽然两者的电压up和us都不为零，但是根据公式(1) ，