发电机功率因素详解
功率因数（PowerFactor）的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。
在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S.
1.多数发电机的功率因数为0.8，个别的功率因数可达0.85或0.9。
一般情况下，功率因数由额定值到1.0的范围内变化时，发电机的出力可以保持不变，但为保持系统的静态稳定，要求功率因数不能超过0.95，也就是无功负荷不得小于有功负荷的1/3。当发电机的功率因数低于额定值时，由于转子电流增大，会使转子温度升高，此时，应调整负荷，降低发电机的出力。否则，转子温度可能超出极限值。所以，运行时值班人员必须注意调整负荷，使转于电流不超过在该冷却空气进口温度下的允许值。一般地，功率因数都是0.8-0.9左右吧！这个要根据这台机组所规定的功率因数参数和电网的要求。
2. 由Q=UIsinΦ和P=UIcosΦ知，若机组发出的无功越多，功率因数就是减小，在发电机输出功率不变的情况下，机端的电压会升高。无功越多，励磁电流就会增大，机组的定、转子温度会有所升高，过高的话，两者的绝缘可能也会受到威胁呢.反之，如果功率因数过高，，机组所发的无功功率就是很少啦！机端电压也会降低，就会降低运行的稳定性很容易失步或有可能会造成机组进行运行呢？
所以机组运行时，注意机端电压在规定值和保证机组不进相运行就可以了。
3.为了保证机组的稳定运行，发电机的功率因数一般不应超过迟相0.95运行，或无功负荷应不小于有功负荷的1/3。在发电机自动调整励磁装置投入运行的情况下，必要时发电机可以在功率因数为1.0的情况下短时运行，长时间运行会引起发电机的振荡和失步。目前大机组基本上不允许进相运行，有的大机组正在进行进相试验，运行人员应根据本机组的情况及时调整。当功率因数低于额定值时，发电机出力应降低，因为功率因数越低，定子电流中的无功分量越大，转子电流也必然增大，这会引起转子电流超过额定值而使其绕组发生过热现象，试验证明，当功率因素等于0.7时，发电机的出力将减少8%。因此发电机在运行中，若其功率因数低于额定值时，值班人员必须及时调整，使出力尽量带到允许值，而转子电流不得超过额定值。
4.功率因数过高或过低对发电机运行有影响，主要是指在满负荷的情况下。
功率因数cosφ=有功功率/视在功率
当有功负荷满发时，cosφ过高即无功过低，减少系统的无功裕量，会影响发电机的稳定性。虽然提高了经济性，但从长远来看，这是以增加事故的概率换来的，一旦有突发事故发生，发电机可能经受不起小的扰动或震荡，有可能失步。
此外，无功过低将引起发电机端电压下降，使厂用电动机受影响。电动机吸取的电流上升，而使电压更低，形成恶性循环，可能导致整个系统失去稳定运行而崩溃。
cosφ过高还会增加发电机进相运行的机会，使发动机端部容易发热。
cosφ过低即无功过高，励磁电流上升，转子绕组温度上升，寿命缩短。
cosφ过低使得发电机端电压上升，铁芯内磁通密度增加，损耗也增加，铁芯温度上升。
当发电机在额定负荷下运行时，cosφ过低，发动机的励磁电流、定子电流增加，将使设备发热，增加了设备老化、开关跳闸等机会。
在平时的运行监视中，要根据电压来调整，电压偏低要多发无功，电压偏高要少发无功，通过调整有功和无功的比例，控制电压和运行电流，确保发电机在安全、经济的条件下运行。
励磁电流越大，转子磁场越强，同样转速下定子线圈中的感应电动势越高；在空载时，极端电压取决于转子磁场的大小；带上负荷后，由于定子线圈中的负荷电流产生的磁场（电枢反应磁场）和转子磁场共同形成了合成磁场，这时机端电压则取决于合成磁场的大小；由于负荷电流的大小和性质的不同，电枢反应磁场对转子磁场有增强（进相时）或削弱（迟相时）的作用，定子电流中产生这个增强或削弱作用磁场的电流就是无功电流，这个电流乘电压就是无功功率咯；如果无功功率平衡，那么机端电压维持不变，如果负荷变动，电枢反应磁场变化引起合成磁场的变化，机端电压就会波动，那么就需要我们调节励磁电流来调整转子磁场的大小使合成磁场保持不变，以维持机端电压不变。
1、电压的调节
自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因，当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但是为了满足用户对电能质量的要求，发电机的端电压应基本保持不变，实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。
2、无功功率的调节：
发电机与系统并联运行时，可以认为是与无限大容量电源的母线运行，要改变发电机励磁电流，感应电势和定子电流也跟着变化，此时发电机的无功电流也跟着变化。当发电机与无限大容量系统并联运行时，为了改变发电机的无功功率，必须调节发电机的励磁电流。此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”，而是只是改变了送入系统的无功功率。
3、无功负荷的分配：
并联运行的发电机根据各自的额定容量，按比例进行无功电流的分配。大容量发电机应负担较多无功负荷，而容量较小的则负提供较少的无功负荷。为了实现无功负荷能自动分配，可以通过自动高压调节的励磁装置，改变发电机励磁电流维持其端电压不变，还可对发电机电压调节特性的倾斜度进行调整，以实现并联运行发电机无功负荷的合理分配。在改变发电机的励磁电流中，一般不直接在其转子回路中进行，因为该回路中电流很大，不便于进行直接调节，通常采用的方法是改变励磁机的励磁电流，以达到调节发电机转子电流的目的。常用的方法有改变励磁机励磁回路的电阻，改变励磁机的附加励磁电流，改变可控硅的导通角等。这里主要讲改变可控硅导通角的方法，它是根据发电机电压、电流或功率因数的变化，相应地改变可控硅整流器的导通角，于是发电机的励磁电流便跟着改变。这套装置一般由晶体管，可控硅电子元件构成，具有灵敏、快速、无失灵区、输出功率大、体积小和重量轻等优点。在事故情况下能有效地抑制发电机的过电压和实现快速灭磁。自动调节励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。被测量信号（如电压、电流等），经测量单元变换后与给定值相比较，然后将比较结果（偏差）经前置放大单元和功率放大单元放大，并用于控制可控硅的导通角，以达到调节发电机励磁电流的目的。同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步，以保证控硅的正确触发。调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元。励磁系统稳定单元用于改善励磁系统的稳定性。限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。必须指出并不是每一种自动调节励磁装置都具有上述各种单元，一种调节器装置所具有的单元与其担负的具体任务有关。