第16练 功率因数提高 山东省（春季高考）机械制造类《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练的第16练，内容为：功率因数含义、提高功率因数的意义和方法。 山东省（春季高考）一课一练 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 第16练 功率因数提高 一、单项选择题 1. 如果用额定电压为220V、视在功率为880kV. A的发电机，向额定工作电压为220V、有功功率为8.8kW、功率因数为0.8的用电器供电，可供用电器的最大个数是 （ ） A. 40 B. 80 C. 100 D. 400 【答案】B 【解析】然后求发电机可供用电器的个数 n n：发电机视在功率 S 总 = 880 k V A S 总 ​ =880kVA，根据 n = S 总 S 单个 n= S 单个 ​ S 总 ​ ​ ，可得 n = 880 k V A 11 k V A = 80 n= 11kVA 880kVA ​ =80 2. 如图所示，当S断开时，电路的功率因数为0.5；当S闭合时，电路的功率因数被提高到0.9，则S闭合后（ ） A. 的读数增加，的读数不变 B. 的读数不变，的读数增加 C. 的读数减小，的读数增加 D. 的读数减小，的读数不变 【答案】D 【解析】当S闭合时，功率因数提高，的读数减小，而的读数不变，故C正确。 3. 为什么功率因数在三相电路中显得更加重要（ ） A. 功率因数会影响电路的安全性 B. 功率因数会影响电路的稳定性 C. 功率因数会影响电网负载 D. 功率因数会影响电能的损失 【答案】C 【解析】功率因数低时，负载所需的无功功率增大，电源和电网需要提供更多无功功率，使视在功率和线路电流增大，从而加重电网负载和供电设备负担。三相电路通常传输功率较大，这种影响更加明显，因此功率因数在三相电路中显得更加重要。故选C。 4. 提高功率因数的意义不包括（ ） A. 增加用电器的使用寿命 B. 减小线路损耗 C. 提高电源设备的利用率 D. 降低供电线路的电流 【答案】A 【解析】提高功率因数可以提高电源设备的利用率、减小线路损耗、降低供电线路的电流，但不会直接增加用电器的使用寿命，故选C。 二、填空题 5. 一个交流电路中，有功功率为400W，视在功率为500VA，求功率因数______。 【答案】0.8 【解析】功率因数等于有功功率除以视在功率，即0.8。 6. 图所示为某系统的方框图,则总功率P=______W,功率因数 cosφ______。 【答案】① 120 ② 0.8 7. 交流电路中，加入补偿电容或电感可以提高______。 【答案】功率因数 【解析】通过加入补偿电容或电感，可以改善电路的功率因数，使其接近1，提高电路的工作效率。 8. 在具有感性负载的电路中，常采用在负载两端______的方法提高电路的功率因数。 【答案】并联合适的电容器 【解析】感性负载工作时需要从电源吸收无功功率，导致功率因数较低。在负载两端并联适当的电容器后，电容器产生的容性无功功率可以补偿感性负载所需的部分无功功率，使电源供给的无功功率减少，总电流减小，从而提高电路的功率因数。因此应填“并联合适的电容器”。 三、计算题 9. 某三相异步电动机的有功功率为30 kW，接入线电压为380 V、频率为50 Hz的三相电源，补偿前功率因数为0.75。现采用三角形连接的并联电容器将功率因数提高到0.95。取 ，求：（1）补偿前电动机的线电流；（2）所需并联电容器提供的无功功率及每相电容器的电容量；（3）补偿后的线电流及线电流的降低百分比。 【答案】（1）补偿前线电流约为60.8 A。（2）所需补偿无功功率约为16.6 kvar；每相电容量约为121.9 μF。（3）补偿后线电流约为48.0 A，线电流降低约21.0%。 【解析】（1）根据三相有功功率公式 ，得 。（2）；三角形电容器 ，得 。（3），降低率约为21.0%。 四、综合应用题 10. 某机械加工车间有一台三相异步电动机，额定机械输出功率为30 kW，效率为90%，额定线电压为380 V，频率为50 Hz。电动机稳定运行时的功率因数为0.70，现计划在配电柜处并联三角形连接的电力电容器，将功率因数提高到0.95。已知：tanφ1取1.02，tanφ2取0.33，π取3.14。求：（1）电动机的输入有功功率、所需补偿的无功功率，以及电容器组每相的电容量。（2）计算功率因数提高前后的线路电流，并比较两者的大小。（3）说明采用并联电容器提高功率因数的主要意义，并写出投入电容器组时应注意的事项。 【答案】（1）输入有功功率：P入＝P出／η＝30／0.90＝33.33 kW。所需补偿的无功功率：Qc＝P入（tanφ1－tanφ2）＝33.33×（1.02－0.33）＝23.0 kvar。三角形连接电容器每相电容量：C＝Qc／（3ω）＝23000／［3×3802×（2×3.14×50）］≈0.000169 F≈169 μF。实际选用时可选容量约为25 kvar的分级电容器组。（2）提高前的线路电流：＝P入／（Ucosφ1）＝33330／（1.732×380×0.70）≈72.3 A。提高后的线路电流：＝P入／（Ucosφ2）＝33330／（1.732×380×0.95）≈53.3 A。功率因数提高后，线路电流约减少19.0 A。（3）主要意义：减少线路中的无功电流和功率损耗，减小供电设备的负荷，提高变压器和线路的利用率，改善供电电压质量。注意事项：电容器应并联接入，避免过补偿；宜采用自动分级投切装置，防止轻载时电压升高和电容器长期过电压运行。 【解析】（1）输入功率由输出功率除以效率得到；补偿容量按有功功率乘以前后正切值之差计算。三角形接法每相电容承受线电压，按三相电容器无功功率公式计算可得约169 μF。（2）线路电流按三相有功功率公式计算，功率因数提高后，在有功功率不变时线路电流减小。（3）并联电容器提供部分无功功率，可减少电网输送的无功电流，但应防止过补偿和电压升高。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练的第16练，内容为：功率因数含义、提高功率因数的意义和方法。 山东省（春季高考）一课一练 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 第16练 功率因数提高 一、单项选择题 1. 如果用额定电压为220V、视在功率为880kV. A的发电机，向额定工作电压为220V、有功功率为8.8kW、功率因数为0.8的用电器供电，可供用电器的最大个数是 （ ） A. 40 B. 80 C. 100 D. 400 2. 如图所示，当S断开时，电路的功率因数为0.5；当S闭合时，电路的功率因数被提高到0.9，则S闭合后（ ） A. 的读数增加，的读数不变 B. 的读数不变，的读数增加 C. 的读数减小，的读数增加 D. 的读数减小，的读数不变 3. 为什么功率因数在三相电路中显得更加重要（ ） A. 功率因数会影响电路的安全性 B. 功率因数会影响电路的稳定性 C. 功率因数会影响电网负载 D. 功率因数会影响电能的损失 4. 提高功率因数的意义不包括（ ） A. 增加用电器的使用寿命 B. 减小线路损耗 C. 提高电源设备的利用率 D. 降低供电线路的电流 二、填空题 5. 一个交流电路中，有功功率为400W，视在功率为500VA，求功率因数______。 6. 图所示为某系统的方框图,则总功率P=______W,功率因数 cosφ______。 7. 交流电路中，加入补偿电容或电感可以提高______。 8. 在具有感性负载的电路中，常采用在负载两端______的方法提高电路的功率因数。 三、计算题 9. 某三相异步电动机的有功功率为30 kW，接入线电压为380 V、频率为50 Hz的三相电源，补偿前功率因数为0.75。现采用三角形连接的并联电容器将功率因数提高到0.95。取 ，求：（1）补偿前电动机的线电流；（2）所需并联电容器提供的无功功率及每相电容器的电容量；（3）补偿后的线电流及线电流的降低百分比。 四、综合应用题 10. 某机械加工车间有一台三相异步电动机，额定机械输出功率为30 kW，效率为90%，额定线电压为380 V，频率为50 Hz。电动机稳定运行时的功率因数为0.70，现计划在配电柜处并联三角形连接的电力电容器，将功率因数提高到0.95。已知：tanφ1取1.02，tanφ2取0.33，π取3.14。求：（1）电动机的输入有功功率、所需补偿的无功功率，以及电容器组每相的电容量。（2）计算功率因数提高前后的线路电流，并比较两者的大小。（3）说明采用并联电容器提高功率因数的主要意义，并写出投入电容器组时应注意的事项。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $