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1、什么是有功功率、无功功率及视在功率1、有功功率:在交流电路中,电阻元件上所消耗的功率为有功功率,以 P 表示,其单位为瓦(W )和千瓦(KW ) 。它们之间的关系是:1KW=103W有功功率与电压、电流间的关系为cosUIp式中:U电压的有效值() ;电流的有效值() ;有功功率() ;cos 功率因数。有功功率。交流电的瞬时功率不是一个恒定值,功率在一个周期内的平均值叫做有功功率,它是指在电路中电阻部分所消耗的功率,对电动机来说是指它的出力,以字母 P表示,单位为千瓦(KW)。2、无功功率:在交流电路中,电感或电容元件与电源之间只进行能量的交换。而不消耗能量,我们把一部分功率称之为无功功率。
2、其单位为乏(var)和千乏(Kvar),它们之间的关系是:var10r3K无功功率与电压、电流间的关系为 sinUIQ式中:U电压的有效值() ;电流的有效值() ;Q无功功率(var) 。无功功率:在具有电感(电容)的电路里,电感(电容)在半周期的时间里把电源的能量变成磁场(电场)的能量贮存起来,在另外半周期的时间里又把贮存的磁场(电场)能量送还给电源。它们只是与电源进行能量交换,并没有真正消耗能量。我们把与电源交换能量的振幅值叫做无功功率,以字母 Q 表示,单位干乏(kvar)。3、视在功率:在交流电路中,电压与电流的乘积,我们把这一部分功率称之为视在功率,它既不是有功功率,也不是无功功率
3、,通常均以视在功率表示变压器等设备的容量,其单位为伏安(VA)和千伏安(KVA) 。它们之间的关系是:VAK310视在功率与电压、电流间的关系为:UIS式中:U电压的有效值() ;电流的有效值() ;S视在功率( VA) 。根据三角函数的关系式可得: 22SQP或 S有功功率、无功功率和视在功率也可以用一个直角三角形来表示,一般称之为功率三角形,如图所示。视在功率:在具有电阻和电抗的电路内,电压与电流的乘积叫视在功率,以字母 S 表示,单位为千伏安(kVA)。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cos(功率因数)有功功率视在功率sin有功功率是保持用电设备正常运行所需
4、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)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。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
5、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) 。 配电网中的电感性电气设备如变压器、电动机、电焊机、空调器、洗衣机、电冰箱、钠灯、日光灯等投入运行后,不仅要从电力网中吸收有功功率用于做功,而且还要吸收无功功率建立磁场,这样就导致电力客户的自然功率因数一般都比较低。1、在电网对用户输电的过程中,电网要提供给负载的电功率有两种:有功功率和无功功率。有功功率(p)是指保持设备运转所需要的电功率,也就是将电能转化为其它形式的能量(机械能,光能,热能等)的电功率;而无功功率(Q )是指电气设备中电感、电容等元件工作
6、时建立磁场所需的电功率。2、无功功率比较抽象,它主要用于电气设备内电场与磁场的能量交换,在电气设备(电路系统)中建立和维护磁场的功率。它不表现对外做功,由电能转化为磁能,又由磁场转化为电能,周而复始,并无能量损耗。特别指出的是无功功率并不是无用功,只是它不直接转化为机械能、热能为外界提供能量,作用却十分重要。3、电机运行需要旋转磁场,就是靠无功功率来建立和维护的,有了璇转的磁场,才能使转子转动,从而带动机械的运行。变压器也需要无功功率,才能使一次线圈产生磁场,二次线圈感应出电压,凡是有电磁线圈的电气设备运行都需要建立磁场,然而建立及维护磁场消耗的能量都来自无功功率,没有无功功率电机不能转动、变
7、压器不能运行、电抗器不能工作、继电器不会动作,所有设备中的磁场无法建立,电气设备也就不会运行。因此供电系统中除了对用户提供有功功率,还要提供无功功率,两者缺一不可,否则电气设备将无法运行。 4、功率分三种功率,有功功率 P、无功功率 Q 和视在功率 S。三相负荷中,任何时候这三种功率总是同时存在:电压与电流之间的相位差()的余弦叫做功率因数,用符号 cos 表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即 cos=P/S三种功率和功率因素 cos 是一个直角功率三角形关系:两个直角边是有功功率、无功功率,斜边是视在功率。有功功率平方+无功功率平方=视在功率平方。视在功率 S=1.732U
8、I有功功率 P=1.732UIcos无功功率 Q=1.732UIsin功率因数 cos=P/Ssin=Q/S 2.无功补偿的意义(1)补偿无功功率,可以增加电网中有功功率的比例常数(2)减少发,供电设备的设计容量,减少投资,例如当功率因数 cos=0.8 增加到 cos4=0.95 时,装 1Kvar 电容器可节省设备容量 0.52KW;反之,增加 0.52KW.对原有设备而言,相当于增大了发,供电设备容量.因此,对新建,改建工程.应充分考虑无功补偿,便可以减少设计容量,从而减少投资.(3)降低线损,由公式P%=(1-cos/cos)X100%得出其中 cos 为补偿后的功率因数,cos 为补偿前的功率因数则coscos,所以提高功率因数后,线损率也下降了.减少设计容量,减少投资,增加电网中有功功率的输送比例,以及降低线损都直接决定和影响着供电企业的经济效益.所以,功率因数是考核经济效益的重要指标,规划、实施无功补偿势在必行.3.无功补偿的原则提高用电单位的自然功率因数,无功补偿分为集中补偿,分散补偿和随机随器补偿,应该遵循:全面规划,合理布局,分级补偿,就地平衡;集中补偿与分散补偿相结合,以分散补偿主;高压补偿与低压补偿相结合,以低压补偿为主;调压与降损相结合,以降损为主的原则.