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【專家解說】：新發(fā)現(xiàn)---電感負(fù)載并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙萜鲿r(shí)做功增大[原創(chuàng)] 利用電容器補(bǔ)償無功功率，可以節(jié)約電能10%以上，這雖然是事實(shí)，但因節(jié)電的原因說不清楚，利用書中節(jié)能的公式也計(jì)算不出來，所以在當(dāng)代對利用電容器是否節(jié)電的問題還有爭論。 本人對此問題探討30多年，通過對調(diào)諧電路具有選擇信號(hào)能力的分析，找到了利用電容器節(jié)約電能的原因：主要是利用了電路諧振現(xiàn)象，可以稱是“廣義的電路諧振”。 為了證明利用電容器是否節(jié)約電能，在領(lǐng)導(dǎo)和同志們的幫助下，做了許多試驗(yàn)，特別是關(guān)注新聞?dòng)嘘P(guān)節(jié)能的報(bào)導(dǎo)，我新發(fā)現(xiàn)：電感負(fù)載并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙萜鲿r(shí)做功增大 一、實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn) 利用電容器節(jié)約電能的事實(shí)是無法否認(rèn)的，節(jié)約與增大實(shí)質(zhì)是一樣的。如果負(fù)載做功大小不變，輸入的電能減少，稱節(jié)約電能；如果輸入的能量不變，負(fù)載做功增大，稱增加能量。 在電力系統(tǒng)中安裝適當(dāng)?shù)碾娙萜鲿r(shí)，因負(fù)載做功多少不變，輸入的電能減少，稱節(jié)約電能；本人為了證明利用電容器是否節(jié)約電能時(shí)，輸入的能量和輸出的能量都在變化，就要通過電容器安裝前、后電源輸入電能和負(fù)載做功大小的對比。 有關(guān)試驗(yàn)情況如下： 1、本人試驗(yàn)： （1）試驗(yàn)設(shè)備和電路：①在100伏安的變壓器前邊，接220伏60W電燈泡（圖中沒有），目的是隔開與總電路相通。②在變壓器的輸入端并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙萜?。③在變壓器的輸出端接一個(gè)20W的燈泡。如圖所示。 （2）試驗(yàn)方法：①將電容器調(diào)到容量最小位置好比斷路，此時(shí)接通電燈泡后，燈泡不太亮。用電流表測得一次電流為：0.32安，二次電流為0.5安。 ②將電容器的容量調(diào)到適當(dāng)位置，即容抗等于感抗，發(fā)現(xiàn)電燈泡比原來亮。再測一次電流0.25安，二次電流0.6安。 （3）對試驗(yàn)分析：①輸入電流減少：（0.32-0.25）÷0.32=21%； ②輸出電流增大：（0.6-0.5）÷0.5=20%， ③因沒有功率電表輸入有功功率是否減少，無法測量，但因電流減少，輸入的電能不會(huì)增加。但輸出的是純電阻負(fù)載，有功功率因數(shù)為1，電流增加，電壓不可能降低，輸出的有功功率增加20%以上，這是不用測量的。此試驗(yàn)雖小，但說明問題卻很大，它證明在低壓電網(wǎng)中安裝電容器后，不僅節(jié)約大量有功功率，還能使負(fù)載做功增大。 2、大連鋼廠鋼絲廠的試驗(yàn):據(jù)《鋼鐵信息》1994年第253期報(bào)導(dǎo)，該廠在154kW的異步電動(dòng)機(jī)上安裝電容器，經(jīng)過試運(yùn)行證明，功率因數(shù)比原來提高0.1~0.15，電源故障少。按電力消耗計(jì)算，年降低15%，據(jù)1994年上半年統(tǒng)計(jì)，用該項(xiàng)節(jié)電技術(shù)后，實(shí)際節(jié)電3.2萬kWh，效益1.6萬元。 如果按此節(jié)電效果計(jì)算，在500kW的異步電動(dòng)機(jī)上安裝電容器，一年節(jié)約的電費(fèi)就是10萬元，中等企業(yè)可以有10~20臺(tái)這樣的電動(dòng)機(jī)，如果全安裝上電容器，一年節(jié)約電費(fèi)就是100~200萬元。 3、鞍鋼礦山公司齊大山鐵礦試驗(yàn); 據(jù)《鞍鋼日報(bào)》1995年4月26日報(bào)導(dǎo)，該單位先后對19臺(tái)電鏟全部安裝了電容補(bǔ)償器，使節(jié)電率達(dá)18%，每臺(tái)年節(jié)電3.8萬kWh，如果每kWh按0.4元計(jì)算，經(jīng)計(jì)算19臺(tái)電鏟一年可節(jié)約電費(fèi)28.28萬元。 據(jù)單位人講：安裝電容器后，電壓穩(wěn)定，解決起動(dòng)困難問題，以前起動(dòng)需要兩分多鐘，安裝電容后不到一分鐘就達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。 4、網(wǎng)友的試驗(yàn)(來信)： 我以前沒做過這樣的實(shí)驗(yàn)，今天做了一下，實(shí)驗(yàn)過程如下：第一次實(shí)驗(yàn)： 并聯(lián)電容后輸出電流和電壓沒有任何改變，詳細(xì)過程略。 分析：我們這里電網(wǎng)情況比較好，內(nèi)阻很小，變壓器功率不是很大，所以才出現(xiàn)這種情況。 第二次實(shí)驗(yàn)：在變壓器前串聯(lián)一個(gè)電阻，模擬內(nèi)阻較大的電網(wǎng)。如電路圖： 其中，R1=1kΩ，R2=1Ω，C=0.5微法。 （一）并聯(lián)電容前： 原邊電流為0.08A，電壓為160V，視在功率約為12.8W，有功功率為8.1W。 輸出端電流為2.75A，電壓為2.75V，功率約為7.56W。 （二）并聯(lián)電容后：×÷ 原邊電流為0.06A，電壓為174V，變壓器輸入電流:0.087安,視在功率約為15.138W，有功功率為9.6W。有功功率因數(shù)0.6328；有功功率率加：9.6-8.1=1.5W (0.087×174-0.08 ×160)×0.6328=(15.138-12.8)×0.6328=1.479W 輸出端電流為2.97A，電壓為2.97V。功率約為8.82W 原邊視在功率減少72.5%，有功功率增加18.5%。 輸出端功率增加16.7%。 以上四個(gè)試驗(yàn)證明：電感負(fù)載并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙萜?，不僅能補(bǔ)償無功功率的損失，還能增加有功功率，大約20%左右。利用電容器補(bǔ)償無功功率的同時(shí)，能增大有功功率這是一個(gè)新發(fā)現(xiàn) 二、術(shù)學(xué)公式計(jì)算最能說明問題 1、負(fù)載中的電流大于輸入的總電流是公認(rèn)的 在交流電路中作用力為電源（電壓），反作用力為負(fù)載（阻抗）。電源做功大?。▽﹄娮樱┡c電壓成正比，與總阻抗成反比。計(jì)算公式：I=U/Z ；當(dāng)電路諧振時(shí)的計(jì)算公式：Q=X/R ；I負(fù)=QI總 電感負(fù)載中的電流大于輸入的總電流，不會(huì)錯(cuò)，這是公認(rèn)的。 2、電感負(fù)載中的有功功率增大計(jì)算公式是符合事實(shí)的 發(fā)電機(jī)和變壓器輸入功率是由輸出功率決定的，在變壓器或電動(dòng)機(jī)中，感抗和阻抗是不變的，有功功率因數(shù)也是不變的。這都是公認(rèn)的。 從實(shí)踐中得知：并聯(lián)電路諧振時(shí)，電感負(fù)載具有高阻抗特性，實(shí)際是負(fù)載中的端電壓增加，電流增大。此現(xiàn)象是電工書中沒有講的，是客觀存在的事實(shí)（詳見上面的小試驗(yàn)），這是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)。 因?yàn)殡姼胸?fù)載（變壓器或電動(dòng)機(jī)）中的有功功率因數(shù)不變，對電感負(fù)載來講：P=IUCOSφ 因 COSφ不變，I和U增加，P必然增加。計(jì)算公式：P節(jié)=(I2U2-I1U1)COSφ；式中I2和U2代表安裝電容器后的負(fù)載中的電流和電壓；I1和U1代表安裝電容器前的電流和電壓值。 在電工書中節(jié)能的計(jì)算成本公式：P節(jié)=（I21-I22）R，當(dāng)線路中的電阻很小時(shí)，節(jié)電也很少。尤其是在電感負(fù)載中節(jié)電情況沒有計(jì)算公式，誤認(rèn)為負(fù)載中的電流和電壓大小不變，負(fù)載做功大小也不變。在總電路中輸入電流減小，有功功率因數(shù)提高，減少線路中的有功功率損耗。所以許多人認(rèn)為安裝電容器對電力部門有好處，對本單位有害處。 3、并聯(lián)諧振電路具有高阻抗的特性，就是產(chǎn)生內(nèi)電動(dòng)勢的結(jié)果 在電感負(fù)載中的電流大小是總路中的電流和電容支路中的電流矢量和，在電感負(fù)載中的電流大小與端電壓成正比，與負(fù)載中的阻抗成反比。因負(fù)載中的總阻抗值大小不變，端電壓增大，所以負(fù)載中的電流增加。此現(xiàn)象好比直流電路中的兩個(gè)電池并聯(lián)一樣。 書中和內(nèi)行人都承認(rèn)在電力系統(tǒng)中安裝適當(dāng)?shù)碾娙萜骶哂蟹€(wěn)定電壓的作用，電壓與電流是密不可分的，I=U/Z 式中I代表電流，U代表電壓，Z代表總阻抗。 三、新發(fā)現(xiàn)的重大意義 新觀點(diǎn)是書中理論的新發(fā)展，與書中的計(jì)算公式?jīng)]有矛盾。電路諧振為什么產(chǎn)生能量，人們不好理解，暫時(shí)不談此問題。只講并聯(lián)電容器后，負(fù)載做功增大的現(xiàn)實(shí)意義和科學(xué)價(jià)值。 1、現(xiàn)實(shí)意義：能說明利用電容器節(jié)電原因，對推廣利用電容器節(jié)電有極大的好處。 2、科學(xué)價(jià)值：當(dāng)電路諧振時(shí)增加的有功功率大于銅損時(shí)，就可以擴(kuò)大電能。例：當(dāng)品質(zhì)因數(shù)Q值大于2以上時(shí)，負(fù)載中的電流也是輸入總電流的2倍，負(fù)載中的有功功率也是原來的2倍。 從網(wǎng)友試驗(yàn)結(jié)果中得知：并聯(lián)電容器后輸出有功功率8.82，輸入有功功率不會(huì)比安裝前增加，安裝前為8.1；增加：（8.82-8.1）÷8.1=8.8%；因輸出大于輸入，就證明電路諧振時(shí)產(chǎn)生了能量。 （1）突破一次補(bǔ)償，變?yōu)槎啻窝a(bǔ)償。從小試驗(yàn)結(jié)果中得知，一次補(bǔ)償能節(jié)電10-20%；再去掉各種損耗，也能節(jié)電10%左右，如果連續(xù)補(bǔ)償就會(huì)不斷地?cái)U(kuò)大電能。 （2）突破對感性負(fù)載補(bǔ)償，增加對阻性負(fù)載的補(bǔ)償。以前人們只在電感性負(fù)載中進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，對純電阻性負(fù)載中沒有補(bǔ)償。 （3）適當(dāng)增大電流頻率，可以增加“諧振能”。因?yàn)楦锌勾笮∨c電流頻率成正比，提高頻率，就能提高品質(zhì)因數(shù)，品質(zhì)因數(shù)是諧振能的重要參數(shù)。 （4）能引起爆炸式的發(fā)明：利用新理論可以有許多重大發(fā)明，“諧振能發(fā)電器”可以利用在汽車、火車輪船和發(fā)電站等各個(gè)地方，解決能源不足問題，推動(dòng)生產(chǎn)力的大發(fā)展。