功率因数与电流谐波含量的关系探究

科技与创新┃Science and Technology & Innovation

文章编号：2095－6835（2016）07－0082－01

2016年 第7期 功率因数与电流谐波含量的关系探究

王华龙

（辽宁石化职业技术学院，辽宁 锦州 121001）

摘 要：随着科学技术的不断进步，开关电源等电力设备得到了普遍应用。但因开关电源等属于非线性电路设备，其输入电流呈脉冲状，会在电网产生大量的电流谐波和无功功率，进而影响了电网的正常运行，导致交流网侧的功率因数降低。因此，阐述了谐波的危害以及功率因数与电流谐波含量的关系。 关键词：功率因数；开关；交流网；整流器

中图分类号：TM461 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.082 1 课题背景

在典型的开关电源中，交流电网经过整流桥后一般会直接接入大电容。这种传统的整流器-电容滤波电路虽然可以获得比较平直的直流电压，但会使输入电流在电源峰值附近呈脉冲状。这种脉冲状的输入电流含有大量的谐波和无功功率，严重影响了电网的安全运行。

2 功率因数与电流谐波含量的关系

电网侧的功率因数PF∞为输入功率即： ∞P与视在功率S的比值，

PF=

则Kd与THD的关系可用下式表达：

1. （7） Kd=1+(THD)2当φ=0时，Ka=1，PF=Kd.此时： PF=1. （8）

21+(THD)∑P

n=1

n

.com.cn. All Rights Reserved.∑P=0. （2）

∞

nn=2

式（1）中：P1为基波有功功率；S为视在功率。

如果在不同频率的电压、电流之间未产生有功功率，且网侧输入电压为理想的正弦波，则谐波有功功率应为0，即：

相移因数与畸变因数的乘积可通过下式计算：

PF=

S

=

P1+∑Pn

n=2

S

. （1）

有功功率PUIcosϕI1

=1=11=cosϕ=KdKα. （3）

U1II视在功率S

根据式（3）可用下式定义畸变因数：

I

Kd=1. （4）

I

相移因数的计算公式为：

Kα=cosφ. （5）

将电流波形中谐波的有效值与基波的有效值的比值定义为THD（总谐波畸变），其可用来衡量电网被影响的程度。

因此，总谐波畸变的计算公式为：

THD=I2−I12×100%=I1⎛In⎞⎜⎟×100%. （6） ∑n=2⎝I1⎠∞2由此可见，由输入电流的波形畸变因数Kd和基波电压（基

波电流的位移因数）Ka的综合变化会决定功率因数的变化。因此，提升功率因数可抑制高次谐波电流，从而提升电网的供电质量。

将传统整流滤波电路的输入电流进行傅立叶级数分解可得：

Iin=I1sinωt+I3sin3ωt+I5sin5ωt+……. （9）

式（9）中：I1为基波分量；I3和I5分别为三次和五次谐波分量。

由于输入电流属于奇谐函数，所以式（9）中只有奇次谐波。 3 结束语

综上所述，电流波形的畸变及由此产生的谐波对设备本身及其周围的电磁场造成了一系列的影响，尤其是对电力通信传输系统和电子办公设备的危害较大。 参考文献

［1］王志强.开关电源设计［M］.北京：电子工业出版社，2006. ［2］陈永真，宁武，孟丽囡.单管变换器及其应用［M］.北京：

机械工业出版社，2006. ［3］何希才.新型开关电源设计与应用［M］.北京：科学出版社，

2001.

［4］沙占友.新型开关电源的设计与应用［M］.北京：电子工业

出版社，2001.

〔编辑：张思楠〕

的水溶液重复测定7次，并根据测定结果计算其标准偏差。可按下式计算方法检出限：

MDL=S·t（n－1099）. （1）

式（1）中：MDL为方法检出限；n为样品平行测定的次数；t为自由度为n－1、置信度为99%时的t值；S为n次平行测定的标准偏差。

满实验结果表明，Cr的质量浓度检出限为8.6×10-3 mg/L，

足《水和废水监测分析方法》中总铬的最低检测限的要求。 3 结论

本文用火焰原子吸收光谱法测定了制革废水中的总铬含量。当空气流量为5 L/min、乙炔流量为75 L/min、燃烧头高度为8 mm、通带宽度为0.5 nm时，吸光度最好。该方法操作简便、灵敏度高、精密度高、加标回收率高、方法线性好，且相关系数＞0.999 5，适合环境监测中水和废水中总铬的测定。

4 结束语

综上所述，原子吸收光谱法凭借自身的优点，在测定工业废水中总铬含量的实验中被广泛应用。本文结合具体实验，对采用原子吸收光谱法测定工业废水中总铬含量的方法进行了系统分析。研究发现，原子吸收光谱法值得在测定总铬含量的实验中推广应用。 参考文献

［1］徐国津，樊颖果，赵倩.原子吸收光谱和原子发射光谱法测

定工业废水中的总铬［J］.中国无机分析化学，2014（02）. ［2］吴江峰，韩瑜，张聪.原子吸收光谱法测定电镀废水中的六

价铬和总铬［J］.电镀与环保，2014（01）.

［3］蔡倩倩，韩晓刚，华娟.原子吸收光谱法测量电镀废水中的

铬含量［J］.工业水处理，2010（01）.

〔编辑：张思楠〕

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