石油学报变频调速系统畸变功率和功率因数的分析bookmark0统功率因数即变频器输人端的功率因数，采用有功功率P与视在功率S的比来确定，或用基波电流与电源电压夹角的余弦来确定，均存在偏差。本文提出了由5、尸、Q和W构成的功率四边形的新概念，给出了实际功率因数的计算公式；确定了实际功率因数、总功率因数和位移因数之间的大小关系。并利用大庆采油二厂变铎调速输油系统的实测现场数据，证实了本文的结论。

　　主题词：变频调速系统；谐波；畸变功率；功率因数；功率四边形；现场数据刖m变频调速技术在我国各油田的输油系统中，得到了广泛应用，并收到了良好的节能效果，图i是由变频器VVVF、异步电机M和离心泵P构成的变频调速开环控制的方框图，可见，变频器的功率因数即是系统的功率因数；因而，分析系统的功率因数、畸变功率，应从变频器工作时的P、S、Q等关系出发。

　　在变流技术中，功率因数co外常采用两种方法来定义，即总功率因数A为变频调速系统方框图义，即由于变频器工作时，不管采取哪种控制方式，也不管采取什么样的主接线方式，都不可避免地将产生谐波电流，因此，和Q（无功功率，kvar）之间已不满足在正弦交流电路中所遵循的关系了。因此，由之间构成了功率四边形，以及畸变功率iV和功率因数cosp的计算方法。

　　2考虑畸变功率iV时的功率四边形2.1功率四边形具有足够大平波电抗器的单相或三相对称的晶闸管变流器，设其输人侧相电压=则其电流丨的波形见。图中，方波电流：正、负对称“满足狄里赫利条件，因此可把〗分解成傅氏级数的形式，即为基波电流wi=sin（ft9iM口'〗与w同频率。

　　中，比外加电压滞后奶角；由半导体变流技术知，奶=，电流/的有效值为由三角函数的正交性可知，不同频率的正弦量相乘，其积分值在一个周期内为零。所以所示的电流/中，只有基波电流能与外加电压m形成有功功率P和无功功率Qw，其值分别为基波电流产生的基波视在功率A为总功率因数f比实际功率因数cosf大sinftsinp'；而由知=，故得尸式（14）提供了由5、尸、Q的值求实际功率因数cosp的方法。

　　3功率四边形的应用实例利用本文提出的功率四边形和有关公式，可以求输油系统中变频器输人侧的畸变功率W和实际功率因数cosf；畸变功率V尚无仪表可测。

　　以大庆油田采油二厂某一输油泵站一台富士变频器，于1996年11月26日实测数据为例，其实测P和Q 3.1求畸变功率iV及验证文中某些结论由于S2 3-2求实际功率因数cos）等参数总功率因数A为由式（14）求得的实际功率因数co呷为位移因数角由畸变功率AT引起的畸变角f'为=arcsinf=由上述计算结果可知，用式（14）求得的实际功率因数cos炉与用cos9=cos（9i+9）的计算值相比，有6915的值与：03（+）=0.6810相比较，其差值为0.0105，显然误差更大，因此用式（14）计算的功率因数更接近实际。

　　3.3验证式（15）由于cos9，因此文中的结论，不仅适用于输油系统中应用的变流装置，也适用于其它场合下应用的变流器。