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什么是无功功率(什么是有功功率)

2022-08-08 大全 95 作者:考证青年

有功功率和无功功率的理解

在交流电路中,电源向负载提供两种类型的电力;一个是有功功率,一个是无功功率。

电压和电流同相,电源向负载供电,负载将电能转化为其他能量,称为有功功率。

在电压和电流的不同相位部分,电能在电源和负载之间进行交换。这部分(线损除外)电能没有转化为(电磁除外)其他能量,称为无功功率。

有功功率

有功功率是维持电气设备正常运行所需的电能,即将电能转化为其他形式的能量(机械能、光能、热能)的电能。例如:5.5kW电动机将5.5kW电能转化为机械能,驱动水泵抽水或打谷机;各种照明设备将电能转化为光能,供人们生活和工作照明。有功功率的符号用P表示,单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。

有功功率:在交流电路中,电源在一个周期内发出的瞬时功率(或负载电阻消耗的功率)的平均值称为“有功功率”。

过低的有功功率会导致线路损耗增加、容量降低、设备利用率降低,从而导致电能浪费增加。

无功功率

电网中的感性负载(如电机、扼流圈、变压器、感应加热器和焊机等)会产生不同程度的滞后,即所谓的电感。

电感负载具有这样的特性,即即使施加的电压改变方向,电感负载的这种滞后也会在一段时间内保持电流方向(例如,正向)。一旦电流和电压之间存在这种相位差,就会产生负功率并将其反馈到电网中。当电流和电压再次同相时,需要等量的电能在感性负载中建立磁场。这种磁场反向的电能称为无功功率。

定义:在有电感或电容的电路中,每半个周期,电源能量转换成磁场(或电场)能量并储存起来,然后再次释放,储存的磁场(或电场) ) 能量返回电源只是为了交换这种能量,并没有真正消耗能量。我们把这种交换的功率值称为“无功功率”。

无功功率是抽象的,它是电路中用于交换电场和磁场的电能,用于建立和维持电气设备中的磁场。它不做外部工作,而是转化为其他形式的能量。所有带有电磁线圈的电气设备都会消耗无功功率来建立磁场。比如40瓦的荧光灯需要40多瓦的有功功率(镇流器也需要消耗一部分有功功率)才能发光,镇流器的线圈也需要80卡拉左右的无功功率建立交变磁场。因为它不做外部工作,所以被称为“反应性工作”。无功功率的符号用Q表示,单位为无功(Var)或千瓦(kVar)。

无功功率过大的缺点:

1)无功功率会导致电流和视在功率增加,导致系统容量下降;

2)无功功率的增加会增加总电流,从而增加设备和线路的损耗;

3)会增加线路的压降,冲击无功负载也会导致电压剧烈波动。

配电网中的电感性电气设备,如变压器、电机、电焊机、空调、洗衣机、冰箱、钠灯、荧光灯等,在投入运行后,不仅要吸收有功功率来自电网进行工作,还需要吸收无功功率建立磁场,这样电力客户的自然功率因数一般比较低。我国规定了用电客户用电量必须达到的功率因数标准。

有功功率可以直接测量;有功功率和无功功率混合在一起,不能直接区分,可以用功率因数表测量。

有功功率是维持电气设备正常运行所需的电能,即将电能转化为其他形式的能量(机械能、光能、热能)的电能。例如:5.5kW电动机将5.5kW电能转化为机械能,驱动水泵抽水或打谷机;各种照明设备将电能转化为光能,供人们生活和工作照明。有功功率的符号用P表示,单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。

无功功率是抽象的,它是电路中用于交换电场和磁场的电能,用于建立和维持电气设备中的磁场。它不做外部工作,而是转化为其他形式的能量。所有带有电磁线圈的电气设备都会消耗无功功率来建立磁场。比如40瓦的荧光灯需要40多瓦的有功功率(镇流器也需要消耗一部分有功功率)才能发光,镇流器的线圈也需要80卡拉左右的无功功率建立交变磁场。因为它不做外部工作,所以被称为“反应性工作”。无功功率的符号用Q表示,单位为无功(Var)或千瓦(kVar)。

无功功率绝不是无用的功率,它非常有用。电机需要建立并保持一个旋转磁场,使转子旋转,从而带动机械运动。通过从电源获得无功功率来建立电机的转子磁场。变压器还需要无功功率在变压器的初级线圈中产生磁场并在次级线圈中感应出电压。因此,没有无功功率,电动机就不会转动,变压器就不能改变电压,交流接触器也不会吸合。为了形象地说明这个问题,这里举个例子:水利建设农村地区的项目需要开挖和运土。运土时,用竹筐装土。捡来的土是有功功率,空竹筐是无功功率,竹筐不是没用的,没有竹筐怎么把土运到路堤上去?

一般情况下,用电设备不仅需要从电源获取有功功率,还需要从电源获取无功功率。如果电网中的无功功率不足,用电设备将没有足够的无功功率建立正常的电磁场,那么这些用电设备就无法维持在额定状态,用电设备的端电压就会下降从而影响用电设备的正常运行。

无功功率对供电和用电有一定的不利影响,主要表现在:

(1)降低发电机有功功率输出。

(2)降低输变电设备的供电能力。

(3)增加线路电压损耗和功率损耗。

(4)造成低功率因数运行和电压降,使用电设备的容量不能充分利用。

发电机和高压输电线路提供的无功功率远远不能满足负荷的需要,因此应在电网中设置一些无功补偿装置,补充无功功率,保证用户对无功的需要电源,使用电设备能在额定电压下工作。这就是电网需要配备无功补偿装置的原因。

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