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1、无功功率并不是无用功率!无功功率降低或升高时,有功功率不变.但无功功率降低时,电流要降低,线路损耗降低,反之,线路损耗要升高 .1.在交流电路中,由电源供给负载的电功率有两种;一种是有功功率,一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,符号用P 表示,单位有瓦(W) 、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。无功功率比较抽象,它是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。比如 40 瓦的日光灯,除需 40 多瓦有功功率( 镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外,还需
2、80 乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功,才被称之为“ 无功 ”。无功功率的符号用 Q 表示,单位为乏(Var) 或千乏(kVar)。2.无功功率决不是无用功率,它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场,使转子转动,从而带动机械运动,电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率,才能使变压器的一次线圈产生磁场,在二次线圈感应出电压。因此,没有无功功率,电动机就不会转动,变压器也不能变压,交流接触器不会吸合。为了形象地说明这个问题,现举一个例子:农村修水利需要开挖土方运土,运土时用竹筐装满土,挑走的土好比是有功功率,挑空竹筐就好比是无功功
3、率,竹筐并不是没用,没有竹筐泥土怎么运到堤上呢?3.在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,那么,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。从高压输电线供给的无功功率,远远满足不了负荷的需要,所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率,以保证用户对无功功率的需要,这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。功率因素与视在功率与无用功功率区别无论是 LED、萤光灯还是白炽灯具,我们都要了解其中的一
4、个重要参数功率因素(PFC),下我们来了解下什么是功率因素。1、功率因素功率因数表征着灯具输出有功功率的能力。功率是能量的传输率的度量,在直流电路中它是电压 V 和电流 A 和乘积。在交流系统里则要复杂些:即有部分交流电流在负载里回圈不传输电能,它称为电抗电流或谐波电流,它使视在功率(电压 Volt 乘电流 Amps)大于实际功率。视在功率和实际功率的不等引出了功率因素,功率因素等于实际功率与视在功率的比值。所以交流系统里实际功率等于视在功率乘以功率因素。即:功率因素实际功率/视在功率。只有电加热器和灯泡等线性负载的功率因素为 1,许多设备的实际功率与视在功率的差值很小,可以忽略不计,而像容性
5、设备如灯具的这种差值则很大、很重要。最近美国 PC Magazine 杂志的一项研究表明灯具的典型功率因素为 0.65,即视在功率(VA)比实际功率(Watts)大50!2、视在功率视在功率:即交流电压和交流电流的乘积。用公式表示为:S=UI。式中,S 是额定输出功率,单位是 VA(伏安);U 是额定输出电压,单位是 V,如 220V、 380V 等;I 是额定输出电流,单位是 A。视在功率包括两部分:有功功率(P)和无功功率(Q)。有功功率是指直接做功的部分。比如使灯发亮、使电机转动、使电子电路工作等。因为这个功率做功后都变成了热量,可以直接被人们感觉到,所以有些人就产生一个错觉,即把有功功
6、率当成了视在功率,孰不知有功功率只是视在功率的一部分,用式表示:PScosUIcosUIF。式中,P 是有功功率,单位是 W(瓦);Fcos 被称为功率因数,而 是在非线性负载时电压电流不同相时的相位差。无功功率是储藏在电路中但不直接做功的那部分功率,用式表示:QSsinUIsin。式中, Q 为无功功率,单位是 var(乏)。3.无功功率对于灯具和其他一切靠直流电压工作的电子电路,离开无功功率是根本无法工作的。一般用户都认为灯具之类的设备只需要有功功率,而不需要无功功率。既然无功功率不做功,要它何用!于是他们当然就认为功率因数为 1 的灯具最好。因为它能给出最大输出功率。然而,实际情况并非如
7、此。假如有一灯具,当交流市电输入后进行整流,就得到脉动直流电压,若不将脉动电压进行任何加工,就直接提供给灯具,毫无疑问,电路根本无法正常工作。虽然这时灯具的功率因数接近于 1,可这又有何用呢。为了让灯具电路能正常工作,必须向其提供平滑了的直流电压。这个“平滑”工作必须由接在灯具整流器后面的滤波电容器来完成。这个滤波器就像一个水库,电容器里面必须储存足够数量的电荷,在整流半波之间的空白时,使电路上的工作电压仍不间断,能保持正常电平。换句话说,即使在两个脉动半波之间无输入电能时,Uc 的电压电平也无显着的变化,这个功能是靠电容器内的储能来实现的,储存在电容器内的这部分能量就是无功功率。所以说,灯具
8、是靠无功功率的支援,才能保证电路正确运用有功功率实现正常使用的。因此可以说,灯具不但需要有功功率,也需要无功功率,两者缺一不可。无功功率是由电抗器(电感或电容)在交流电路中,由于其两端的电压与流过的电流有 90 度角的相位差,所以不能做功,也不消耗有功功率,但它参与了与电源的能量交换,这就产生了无功功率,降低了发电机和电网的供电效率。 供电部门当然希望无功功率越小越好,但实无功功率不可能为0(功率因数 cos=1)。实际的负荷主要是电感性的负载,所以为了减小无功功率,对工厂来说往往用电容器的容抗来抵消一部分感抗,以提高功率因数。 功率因数 cos=有功功率 P/视在功率 S 视在功率 S 的平
9、方 =有功功率 P 平方无功功率 Q 的平方无功功率越小越好。视在功率 S(电压与电流之积)为斜边,单位是伏安;有功功率 P Scos,单位是瓦;无功功率 QSsin ,单位是乏; 是电流与电压的相位差(夹角) , cos 叫功率因数,S 的平方等于 P、 Q 的平方和,正好是一个直角三角形,称功率三角形。实际中,无功功率主要由电感性负载引起,比如电动机、变压器都是电感性,所以提高功率因数的方法就是并联电容器,以减小 ,提高 cos,实际电路中,能使 cos 接近于 1 即无功功率最小为最好,可以充分提高供电线路设施的利用率,减少无功损失。cos 为负表示滞后即感性负载;为正表示超前即容性负载
10、。一般都是滞后,所以都采用电容屏来补偿,俗称补偿电容,目的就是提高功率因数。供电部门对功率因数有考核的,低于某值要罚款、高于某值给奖励。还有专门为电网提供无功的设备。 功率因数为 1 表示纯电阻性负栽,理论上讲存在,实际电路中 cos总是不会达到 1 的,经过补偿短时可达到,由于负载是变化的,所以功率因数表的指示总是变化的。就是在欠补偿或过补偿之间摆动。特别指出一点只有交流电路才有这个概念,直流电路中感抗为 0,容抗无穷大。在交流电路中,由电源供给负载的电功率有两种;一种是有功功率,一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)
11、 的电功率。比如:5.5 千瓦的电动机就是把 5.5 千瓦的电能转换为机械能,带动水泵抽水或脱粒机脱粒;各种照明设备将电能转换为光能,供人们生活和工作照明。无功功率比较抽象,它是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。比如 40 瓦的日光灯,除需 40 多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外,还需 80 乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功,才被称之为无功 。 无功功率决不是无用功率,它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场,使
12、转子转动,从而带动机械运动,电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率,才能使变压器的一次线圈产生磁场,在二次线圈感应出电压。电力设备中磁场的建立,交变电磁场的转换缺了无功,也将无法完成。因此,没有无功功率,电动机就不会转动,变压器也不能变压,交流接触器不会吸合。总之,没有无功,电力设备将运转不了。 举一个简单例子来说明无功的含义,一列火车,从某地将一批煤炭运往另一地点,火车头需牵引火车车厢和这批煤炭,消耗一定的功率,那么,牵引车厢所做的功我们可视为火车头做的无功,拖运煤炭所做的功即认为是火车头消耗的有功。所以无功也是电能中不可分割的必不可少的组成部分。电力系统中
13、若缺乏无功,系统电压就会降低,电压达不到额定值,直接影响电力设备的出力,严重缺无功时会导致系统崩溃。在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,那么,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。无功功率前加负号表示电网中的无功功率呈感性负载。第一问要分别回答: 对单个的用电负荷来说,答案是不一定。现在还有部分电气设备的功率因数小于 0.7,它们的无功功率就比有功功率大。 对电网来说,答案是无功功率一定比有功功率小。 第二问的回答是:无
14、功功率前加负号是表示该无功功率是感性的,电动机、日光灯等用电负荷均为感性负荷,需要电网的容性无功或者加装电容装置来补偿。 Q:-1077.kvar 表示 1077 千乏感性无功。 前面各位对无功功率的回答都很正确。这里需要说明一点,就是在交流电力系统中,无功确实是不可缺少的,但同时需要尽量减小。很明显的道理:电源输出一定的容量(视在功率) ,无功减少了,可带的有功就增大了。有功功率、无功功率、功率因数等相关计算公式视在功率 S 计算 :S= 有功功率/功率因数(cos ).S=(P 平方+Q 平方) = Sqrt(有功功率有功功率+无功功率无功功率)其中:S 为视在功率 单位是 KVA; P
15、为有功功率 KW; Q 为无功功率 单位是 Kva. 无功功率 Q 计算:(单位:Kva)Q=有功功率 P功率因数(tg)Q=(S 平方-P 平方)无功功率是不消耗能量的,只是会增加输电线路的损耗,增大供电负荷有功功率 P 计算: (单位:KW)P=视在功率 S功率因数(cos)P=实际电压 U实际电流 I功率因数(cos)功率因数计算:tg=无功功率 Q/有功功率 Pcos=有功功率 P/视在功率 S(例如当功率因数从 0.8 提高到 0.9,电机出力则提高 11.3%;从 0.8 提高到0.98,电机出力则提高 19.9%;)对于 3 相电动机: P3UIcos所以功率因素从 0.8 提高
16、到 0.9,出力提高 0.1UI3输入功率=视在功率输出功率=有功功率-无功功率电动机效率 =输出功率/输入功率电动机三相额定电流公式:(以 15KW 电机为例)IP/1.732/U/cos/I15/1.732/0.38/0.9/0.928(A)断路器容量应为额定电流的 1.5 倍:1.52842(A)接触器容量应为额定电流的 2 倍:60A热继电器的电流为额定电流的 1.3 倍:整定电流 36A电线选 6 平方铜芯电线。 电量计算:(单位;KW/h)电量=实际测量电压 U(千伏)实际测量电流 I1.732功率因数(cos)小时容量 620KW,功率因数 0.8,视在功率 542KVA,无功功率应该是多少?有公式吗?无功功率是怎样算出来的?视在功率(有功功率的平方无功功率的平方)开根号 有功功率视在功率功率因数 在本计算中 P 有功S 视在cos5420.8=433.6KW Q