什么是无功功率及作用
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什么是有功功率、无功功率、视在功率及功率三角形三相电路的功率如何计算什么是有功功率、无功功率、视在功率及功率三角形三相电路的功率如何计算一、有功功率在交流电路中,凡是消耗在电阻元件上、功率不可逆转换的那部分功率(如转变为热能、光能或机械能)称为有功功率,简称“有功”,用“P”表示,单位是瓦(W)或千瓦(KW)。
它反映了交流电源在电阻元件上做功的能力大小,或单位时间内转变为其它能量形式的电能数值。
实际上它是交流电在一个周期内瞬时转变为其他能量形式的电能数值。
实际上它是交流电在一个周期内瞬时功率的平均值,故又称平均功率。
它的大小等于瞬时功率最大值的1/2,就是等于电阻元件两端电压有效值与通过电阻元件中电流有效值的乘积。
二、无功功率在交流电路中,凡是具有电感性或电容性的元件,在通过后便会建立起电感线圈的磁场或电容器极板间的电场。
因此,在交流电每个周期内的上半部分(瞬时功率为正值)时间内,它们将会从电源吸收能量用建立磁场或电场;而下半部分(瞬时功率为负值)的时间内,其建立的磁场或电场能量又返回电源。
因此,在整个周期内这种功率的平均值等于零。
就是说,电源的能量与磁场能量或电场能量在进行着可逆的能量转换,而并不消耗功率。
为了反映以上事实并加以表示,将电感或电容元件与交流电源往复交换的功率称之为无功功率。
?简称“无功”,用“Q”表示。
单位是乏(Var)或千乏(KVar)。
无功功率是交流电路中由于电抗性元件(指纯电感或纯电容)的存在,而进行可逆性转换的那部分电功率,它表达了交流电源能量与磁场或电场能量交换的最大速率。
实际工作中,凡是有线圈和铁芯的感性负载,它们在工作时建立磁场所消耗的功率即为无功功率。
如果没有无功功率,电动机和变压器就不能建立工作磁场。
三、视在功率交流电源所能提供的总功率,称之为视在功率或表现功率,在数值上是交流电路中电压与电流的乘积。
视在功率用S表示。
单位为伏安(VA)或千伏安(KVA)。
它通常用来表示交流电源设备(如变压器)的容量大小。
无功功率到底是什么,怎么处理无功功率是指当由电流施加在交流电压上的电流导致电流流向前或后施加的交流电压时。
反应装置将存储一些能量作为电压应用,他们将在正弦波之后返回该能量...想想一个弹簧...你把电力放入弹簧,然后当你减少或消除力量作为电压,弹簧将弹回来返回放入其中的能量...无能量被吸收,无功负载返回到之后的能量。
如果用直流电压为电容充电,则在直流电压连接断开后,将灯放在该电容器上,这样会使灯点亮,因为它返回存储的能量。
以同样的方式,如果将电压连接到诸如电机的电感器,则可以减小或去除电压,电感器会随着磁场的衰减而反弹。
因此,“无功功率”是一种解释电流在无功负载下的运行方式,相对于应用的交流电压...进一步了解变得更加复杂,可以更好地解释为更具体和直接的问题。
“反应动力”...让我们清除一个常见的误解,发电机和电网供应商,不提供无功功率...电源是电压和电流。
电力公司为您提供交流电压。
你用这种电压做什么取决于你和你的设备。
如果您在该电压上放置一个小(高欧姆值)电阻,则将绘制一个小电流。
如果在该电压上放置一个较大的(低欧姆值)电阻,则会产生较大的电流。
类似地,您的设备控制电流,而不是供应商...如果您的设备是纯电阻,则电流将与施加的电压同相...但是如果连接电感负载,如电机,则当前周期将落后于施加的电压...这意味着电流交流波形将比电压上升更快,因此总线也将比电压上升更晚。
这意味着一定量的功率将被负载的反应部分吸收,但是后续的功率将在周期后返回...所以平均而言,没有无功功率被消耗...像吸收压缩春天在部分循环过程中,再次回到系统的另一部分循环,就像一个弹簧推回。
在电机中,电力的无功部分产生一个磁场,然后在所施加的交流电压通过其周期的同时,相反方向崩溃和改造。
正是这个磁场提供两个不同部分之间的机械力,导致电机旋转...只有真正的电力消耗,如在电机做机械工作...有些真正的电力作为热量,在各种低效率的损失中丧失。
电力系统中的有功和无功功率控制在电力系统中,有功功率和无功功率是两个重要的概念,它们在能量传输和电力运行中起着至关重要的作用。
有功功率指的是电流在电路中传输能量的能力,而无功功率则表示电流在电路中产生电场和磁场的能力。
有功功率是指电力系统中正在转化或传输的实际能量,它以功率因数为单位,常用的单位是瓦特(W)。
在电力系统中,有功功率主要用来为各种电气设备提供正常工作所需的能量,比如家庭中的电灯、电视、冰箱等。
而无功功率则在电力系统中并不转化为有用的功率,而是以无功功率因数为单位,常用的单位是乏特(Var)。
无功功率主要表示电力系统中的电容器和电感器元件所产生的电场和磁场的能量。
它们在电力系统中主要用来平衡电流、稳定电压和提高电力传输效率。
在电力系统中,有功功率和无功功率的控制非常重要。
通过合理控制功率因数,可以有效地提高电力系统的运行效率和能源利用率。
对于有功功率的控制,可以通过使用高效率的电器设备、减少无用的能量损耗,合理规划电力系统的负载等措施来实现。
而对于无功功率的控制,则可以通过使用补偿器来实现,补偿器是一种能够调整电流和电压之间相位差的装置,它可以有效地改善电力系统的功率因数。
补偿器根据电力系统中的电容性和电感性负载的情况,提供相应的无功功率来平衡电流和电压之间的相位差,从而达到提高电力系统功率因数的效果。
在电力系统中,有功功率和无功功率的控制还涉及到电力负荷的平衡和优化。
通过合理规划电力负荷,对电力系统中的负载进行均衡安排,可以降低电力系统的损耗和供电压降,提高系统的稳定性和可靠性。
在电力系统运行中,有功功率和无功功率的平衡控制是提高能源利用率、保证系统稳定运行的关键环节。
只有通过有效地控制和调节有功功率和无功功率,才能确保电力系统的正常运行,提高电力系统的运行效率和经济性。
通过对电力系统中的有功功率和无功功率进行合理的控制,可以最大限度地提高电力系统的能源利用效率,减少无谓的能量损耗,确保电力的稳定供应。
通过对无功补偿设备现状和使用情况的调查和研究表明,大部分设备都是由开关厂做为一个附属产品提供给用户的。
由于设计、控制原理、补偿方式与实际应用脱节,做为十分重要、降耗节能的无功补偿设备并没有得到应有的重视,直接导致了无功补偿设备与用户系统不匹配,补偿能力不能充分发挥,产品质量得不到有效保证,无功补偿设备起不到应有的作用,给用户和社会带来了巨大的能源、经济损失。
另外,供电部门对电力用户的无功电量有一个考核,即力率调整电费。
向力率(功率因数)达不到要求的电力用户收取力率调整电费。
对于这些电力用户,做好无功补偿的工作,不仅会让供电系统有功损耗降低,而且其本身也得到降低线损、变损及不支出力率电费的收益,并且补偿到位的,还会有电费奖励。
专业无功补偿谐波治理领域的公司,对无功补偿和谐波治理有更多的理解思考,有效解决问题:对每一个用户现场进行测量和了解,针对每一个用户进行符合现场需要的合理设计和配置,使无功补偿和谐波治理设备的能力得到最大程度的发挥,得到最大的社会效益和经济效益。
有功功率当电能转换成其它形式的能量时,如:电流通过白炽灯发热发光,转换成热能和光能;通过电动机的转动使电能转换成机械能等,这些在能量的转变过程中做功的电能,叫做有功电能,其功率称有功功率。
无功功率在交流电力网中使用最多的电动机与变压器,在运行中要产生磁场,而电容器及空载输电线路则产生电场。
交流电流在电源与电感或电容负载之间往返流动,形成电能与磁场能、电场能能量的相互交换。
此电能既不做功也不消耗,这种电能称为无功电能,其功率称无功功率。
无功功率绝不是无用功率:电动机需要建立和维持旋转磁场,使转子转动;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。
功率因数(力率) 有功功率与视在功率的比值,称为功率因数,用表示 =P/S力率电费全国供用电规则规定,用户的功率因数应达到的标准为:高压用电的工业用户和高压用电装有带负荷调整电压装置的电力用户,功率因数为0.90以上,其它100KVA及以上的电力用户和大中型电力排灌站,功率因数为0.85以上;农业用电功率因数为0.80以上。
无功功率怎么理解,在电力系统中有什么作用电力系统中的电源是由发电机产生的三相正弦交流电,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)的电功率。
比如:千瓦的电动机就是把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)。
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,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率,竹筐并不是没用,没有竹筐泥土怎么运走呢?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。
无功功率对供、用电可能产生的不良影响主要有:①降低发电机有功功率的输出;②降低输、变电设备的供电能力;③造成线路电压损失增大和电能损耗的增加;④造成低功率因数运行和电压下降,使电气设备容量得不到充分发挥。
什么是有功和无功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、电容等元件工作时建立磁场所需的电功率。
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。
电能可以转换成各种能量。
如:通过电炉转换成热能,通过电机转换成机械能,通过电灯转换成光能等。
在这些转换中所消耗的电能为有功电能。
而记录这种电能的电表为有功电度表。
电工原理告诉我们,有些电器装置在作能量转换时先得建立一种转换的环境,如:电动机,变压器等要先建立一个磁场才能作能量转换,还有些电器装置是要先建立一个电场才能作能量转换。
而建立磁场和电场所需的电能都是无功电能。
我们使用电气设备的时候,除了电炉、白炽灯等依靠发热做功的纯电阻电路以外,还有很多带电容性或电感性的电器。
它们与纯阻性的电器有什么区别呢?在额定的供电条件下,纯阻性的电器,从电网吸收的用电功率是一定的,稳定的。
而容性或感性的电器,除了从电网吸收一定的用电功率外(为了区别另外一种功率的性质,我们称之为有用功,也叫有功),还会从电网中吸收一种“它实际不会消耗,但你必须要给的一种临时性的占用功率,当电网的方向发生改变的时候,它又会把这种功率还给你,它始终都是这样一来一回地,在做着无用功,所以这种功率的占用消耗叫做“无功”。
无功有什么不利之处呢?比如有一台变压器能够提供100kW功率的电能(当然这种比方有点不合适,但也不影响),有两个单位,甲单位需要80kW的负荷,另乙个单位需要20kW的负荷,一起用挺好的,但是,想不到的事情发生了。
无功功率的基本概念1.什么是无功功率?为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率。
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,就需要无功功率。
无功电能是沟通电应用中必不行少的电能,但是,即非无用功率,它的主要作用就是作能量的转换工作,就是把电能转换为磁场能,然后将磁场能再转换为机械能,也就是电动机的工作原理。
变压器是将电能转换为磁场能,再是将磁场能转换成电能。
虽然,它只是起到了一个能量转换的作用,但是,这个能也有电流,来回在供电线路上,虽然,它是不消耗功率,但是,作用很大,而且是必需要用到的,所以,将这个能称之为无功电能,这个功率,就称之为无功功率。
2.也可以这样解释;为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率。
什么是功率因数?假如你知道什么是无功功率,那么,你也知道,无功功率并不是无用之功,没有这部分功率,就不能建立感应磁场,电动机、变压器等设备就不能运行。
除负荷需要无功外,线路电感、变压器电感等也需要。
在电力系统中,无功电源有:同步发电机、同步调相机、电容器、电缆及架空线路电容,静止补偿装置等,而主要无功负荷有:变压器、输电线路、异步电动机、并联电抗器。
一般终端用户电压多称之为低压电路的,特殊是工厂的动力用电,它属于电感性电器,用户电感性电器设备需要大量的无功功率,这是必定的。
3.沟通电在电能输送中的二种功率;沟通电力系统的运行,需要两部分能量,一部分电能用于做功被消耗,它们转化为热能、光能、机械能或化学能等,称为有功功率,另一部分能量用来建立磁场,作为交换能量使用,对外部电路并未做功,它们由电能转换为磁场能,再由磁场能转换为电能,周而复始,并未消耗,这部分能量称为无功功率。
在沟通电路的电力输送过程中,又由于,导线的输送电能的截面积有限,给设备供应的电流一方面是有功功率的电流,另一方面还需要供应无功功率的电流,才能保证感性设备的正常运行。
有功功率和无功功率有功功率—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)的电功率。
有功功率过低导致线损增加、容量下降、设备使用率下降,从而导致电能浪费加大。
无功功率—电网中的感性负载(如电机,扼流圈,变压器,感应式加热器及电焊机等)都会产生不同程度的电滞,即所谓的电感。
感性负载具有这样一种特性—即使所加电压改变方向,感性负载的这种滞后仍能将电流的方向(如正向)保持一段时间。
一旦存在了这种电流与电压之间的相位差,就会产生负功率,并被反馈到电网中。
电流电压再次相位相同时,又需要相同大小的电能在感性负载中建立磁场,这种磁场反向电能就被称作无功功率。
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。
它不对外做功,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。
无功功率过高1)无功功率会导致电流增大和视在功率增加,导致系统容量下降;2)无功功率增加,会使总电流增加,从而使设备和线路的损耗增加;3)使线路的压降增大,冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。
什么叫视在功率在交流电路中,由于有感性或容性储能设备,电压与电流有相位差,通俗讲就是电压与电流不在同一时间到达;因此,表面看电压有多大、电流有多大,实际并没有做那么大的功,有电源与储能设备的能量转换;所以称为视在功率。
既,有功功率+无功功率。
电力变压器就用视在功率表示容量,单位为伏安(VA)。
意思是不管有功功率与无功功率是多少,只能输出这么大的电压与电流。
视在功率,交流线路中使用,又称为容量,就是电压与电流有效值的乘积,单位为伏安(VA)。
多用在设计线路和设备中。
举个简单的例子,稳压电源和UPS的单位就是VA,而不是瓦。
在选择时就不仅仅考虑负载功率,还要考虑无功分量。
视在功率:在具有阻抗的交流电路中,电压有效值与电流有效值的乘积值,称为"视在功率",它不是实际做功的平均值,也不是交换能量的最大速率,只是在电机或电气设备设计计算较简便的方法。
发电机发出无功功率的原理1. 无功功率是什么说到无功功率,大家可能会觉得有点晕。
哎呀,别担心,我来给你解开这个谜团!简单来说,无功功率就是那些不直接做“实事”的电力。
你知道吗?它就像一杯美味的咖啡里加的奶泡,虽然喝到的主要是咖啡,但没有那奶泡,整杯饮品就少了点儿风味。
无功功率对电力系统来说也一样,虽然它不干实实在在的“工作”,但却帮助维持电压和提高设备的效率。
说白了,电力系统里的“奶泡”少了,那可真是不太好喝啊!2. 发电机的基本原理2.1 发电机工作原理发电机就像是一个魔术师,能把机械能转化为电能。
它的核心部分就是旋转的磁场。
当你转动发电机的转子(就像你在转动一个飞盘),磁场就会在定子线圈中产生电流。
哎呀,听起来好像很复杂,其实也没那么难懂。
就好比你在一条河里划船,划动的桨水就会涌动,带出一波波涟漪。
发电机也是这样,只不过它在涟漪中产生的是电流。
2.2 无功功率的产生那么无功功率是怎么来的呢?就像一条河流,除了水流,还有一些小石子在河床上沉积。
发电机在发电的同时,电流在电感和电容中流动,产生了电场和磁场的变化。
这时候,就会出现一个有趣的现象——无功功率!它不会真正“消耗”能量,而是来回震荡,就像小石子在水中荡漾,虽然不增加水量,但却让河流看起来更活泼。
无功功率在这个过程中,保持着电力系统的稳定性。
3. 无功功率的作用3.1 维持电压稳定无功功率在电力系统中可谓是“大功臣”!没有它,电压就像在过山车上一样,时高时低,谁也不知道下一个瞬间会发生什么。
无功功率通过补偿电流的变化,帮助维持电压的稳定。
这就好比你骑自行车,风大了,你就得调整方向,保持平衡。
无功功率就像那位贴心的小伙伴,帮助你把握方向,让电压稳稳当当地走下去。
3.2 提高系统效率不仅如此,无功功率还在提高电力系统的效率方面大显身手。
想象一下,如果你在跑步时背着一大堆石头,肯定会累得半死。
无功功率就像一个帮你减轻负担的小助手,让电流在传输时更加顺畅。
无功功率的基本知识1.1什么是电力系统中的无功功率?1、电力系统从源头发电机到终端设备都是由非纯阻性元件组成的,因此必然存在无功功率的交换。
2、电感元件或电容元件虽然不消耗功率,但功率P瞬时值按正弦规律正负交替变化,这说明元件与外电路在不断的进行着能量交换。
因此电感电容元件的瞬时功率又称为交换功率。
元件交换功率的幅值越大,表面同样时间内“吞吐”的能量就越多,也即能量交换的规模越大。
基于上面的分析,可得如下结论:电感元件的瞬时功率的幅值,可以作为衡量电感或电容元件与外电路能量交规模的指标,并称之为电感或电容元件的无功功率,用符号Q表示。
则Q=UI无功功率的单位为var。
3、然而电力系统中大部分的无功功率并非无用的功率,相反在电力传输当中起着什么重要的作用。
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的,如配电变压器、电动机等,它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递,磁场交变就需要与电源进行能量交换。
为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率,因此,所谓的"无功"并不是"无用"的电功率,只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已;因此在供用电系统中除了需要有功电源外,还需要无功电源,两者缺一不可。
1.2为什么要进行无功补偿?一、减低电力系统网络损耗。
当电力系统运行时,在线路和变压器中将要产生功率损耗和电能损耗。
通常配电网的损耗是由两部分组成的:一部分是与传输功率有关的损耗。
它产生在输电线路和变压器的串联阻抗上,传输功率愈大则损耗愈大,这种损耗叫变动损耗,在总损耗中所占比重较大;另一部分损耗则仅与电压有关,它产生在输电线路和变压器的并联导纳上,如输电线路的电晕损耗、变压器的励磁损耗等,这种损耗叫固定损耗。
电力系统的有功功率损耗不仅大大增加了发电厂和变电所的设备容量,同时也是对动力资源的额外浪费。
电能损耗还密切影响到电能成本,从而影响整个国民经济的效益。
电力系统各元件中的无功功率损耗相对来说较有功功率损耗还大,由于无功功率损耗要有发电机或其他无功电源来供给,因此在众多发、输电设备视在容量为一定的条件下,无功功率的增大势必相应减少发、输电的有功功率,即减少发、输电容量。
有功功率和无功功率简介在电力系统中,有功功率(Active Power)和无功功率(Reactive Power)是两个非常重要的概念。
它们分别指的是电流或电压的有效功率和非有效功率的部分,对于电力系统的运行和稳定性起着至关重要的作用。
本文将详细介绍有功功率和无功功率的概念、计算方法和重要性,并对它们在电力系统中的应用进行详细探讨。
有功功率(Active Power)有功功率是指电路中实际转化为有用能量的功率。
在交流电路中,有功功率由电流和电压的乘积得出,其单位为瓦特(W)。
有功功率的计算公式如下:$$P = IV\\cos\\theta$$其中,P为有功功率,I为电流,V为电压,$(\\cos\\theta)$为功率因数。
通过上述公式可知,有功功率等于电流与电压的乘积再乘以功率因数。
电流和电压的乘积得到的是复功率(Apparent Power),再乘以功率因数则得到实际的有功功率。
有功功率主要用于执行实际功效的设备和负载,比如电动机、灯具等。
它是为了满足实际需求而消耗的功率,是电路中真正实现能量转化的部分。
无功功率(Reactive Power)与有功功率相对应的是无功功率,它指的是电路中未转化为有用能量的功率。
无功功率只产生磁场和电场的能量,不执行功效。
在交流电路中,无功功率同样由电流和电压的乘积得出,其单位为乏特(VAR)。
无功功率的计算公式如下:$$Q = IV\\sin\\theta$$其中,Q为无功功率,I为电流,V为电压,$(\\sin\\theta)$为无功功率因数。
无功功率同样是由电流与电压的乘积再乘以功率因数得出。
它并不对设备产生有用功效,而是用于维持电力系统的稳定性和电力传输的平衡。
无功功率主要负责电力系统中的磁场和电场能量,使得电流和电压的波形保持正弦,以提供电力系统的稳定性。
功率因数(Power Factor)功率因数是有功功率与复功率之比,表示有用功率在复功率中的占比。
什么是有功功率和无功功率
首先我们要知道什么是有功功率,什么是无功功率。
顾名思义,有功功率就是值电器做了有用功,什么叫有用功呢?比如一个灯泡,它的用途就是照明,那么它亮起来了,电能转换成热能和光能,这就叫有用功。
但并不是全部电器都可以这么完善的,以电动机为主的电器,在工作时就没有这么狡猾——电动机正常运转,电能转换成热能和机械能,这当然是最抱负的状态。
但大多数状况下,变压器或电动机在运行时,会在机器内部产生磁场。
这部分磁场会消耗一部分电能,这部分电能的消耗,即看不见又摸不着,完全实在机器内部进行转化,没有对外做功,因此被叫做“无功功率”。
换句话说,能够通过做功,将电能转化成热能、光能或机械能这类看得见或感受的到的能量的,就叫做“有功功率”;将电能转化为磁场能的,就叫做“无功功率”。
但是电动机和变压器等设备在工作时,将一部分电能转化成磁场能是必经的阶段,没有磁场,这些机器也就无法正常工作。
举个例子,我们用水桶挑水,挑水费得力气,就叫做有功功率,这部分是看得见摸得着的;但是挑空桶费的力气,就叫做无功功率,这部分消耗看不见摸不着,却是不行避开的。
但话又说回来了,挑空桶费的力气,虽然不行避开,但是不是越小越好呢?
1。
发电机的功率如何计算无功有功是什么意思如何调节计
算
1. 有功功率是指发电机输出的实际有效功率,用于驱动负载工作。
有功功率的计算公式为:有功功率 = 电流× 电压× 功率因数× cosθ。
其中,电流和电压是指电源线路的电流和电压值,功率因数是指实际功率与视在功率之比,cosθ是指功率因数的余弦值。
2. 无功功率是指发电机输出的非实际有效功率,是通过电容器或电感器件在电路中存储和释放能量所产生的功率。
无功功率的计算公式为:无功功率 = 电流× 电压× 功率因数× sinθ。
因此,总功率(视在功率)等于实际功率(有功功率)与无功功率的平方和的开根号。
总功率的计算公式为:总功率=√(有功功率^2+无功功率^2)。
为了调节发电机的功率,可以采取以下几种方法:
1.调整负载电流和电压:通过调整负载的电流和电压,可以控制发电机输出的有功功率。
2.调整功率因数:通过增加或减小电感器或电容器来调整发电机输出的无功功率,从而改变功率因数。
3.调整发电机的励磁电流:通过调节励磁电流的大小,可以改变发电机的输出功率。
发电机功率的调节和计算需要根据具体的电路参数和负载要求进行,因此在实际应用中需根据具体情况来选择合适的方法进行调节和计算。
无功功率的作用和害处在理解无功功率之前,我们需要了解一些基础知识。
电力运行中除了有有功功率,还有无功功率和视在功率。
有功功率是电能转换为其他形式能量(如热能、机械能)的功率,它是实际功率。
无功功率是电能来回交换,在电路中只产生磁场和电场,不做功的功率。
视在功率是有功功率和无功功率的代数和,代表电气设备工作的总功率。
无功功率的作用虽然无功功率不会转化为其他形式的能量,但是它在电气工程中却起到了重要的作用。
以下是无功功率的一些作用:维持电网电压稳定电压是电力系统中非常重要的一个参数,电压不能过高或过低,否则会影响设备的正常工作。
在电力系统中,缺少足够的无功功率会导致电网电压降低并可能崩溃。
在电力系统中,通过静态无功发生器(SVC)、静态无功补偿器(STATCOM)等设备,可以提供所需要的无功功率来稳定电网电压,保证电力系统的正常运行。
提高输电效率在输电过程中,由于电缆的电感,导致电流“滞后”于电压。
这导致实际输送的能量小于理论值。
而通过电容补偿,可以提供所需的无功功率来抵消滞后的电流,提高输电效率。
减少设备损耗在工业生产线中,经常使用电动机和电力系统,而电动机的运转会导致电力系统中的无功功率增加。
这些无功功率会造成导线、互感器和变压器中的额外损耗。
通过使用电容器、电感器等设备来提供所需的无功功率,可以降低这些设备的损耗。
改善动态性能在电气系统中,设备的动态响应通常是非常缓慢的。
在突发电流、短路等故障事件中,设备的响应时间可能无法满足要求,这会影响电力设备的正常运行。
通过利用电容器和电感器等设备,可以提供所需的无功功率来加快设备的响应速度,提高设备的动态性能。
无功功率的害处虽然无功功率在电力系统中有着重要的作用,但它也会带来一些害处:降低电力系统容量在电力系统中,由于多种因素导致的无功功率不足,会造成电网电流过载而快速崩溃。
而如果使用静态无功补偿器(STATCOM)等设备来提高无功功率,也会带来降低电力系统容量的风险。
什么叫有功功率和无功功率
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,它是电路中实际所消耗的功率。
无功功率是指在具有电抗的交流电路中,电场或磁场在一周期的一部分时间内从电源吸收能量,另一部分时间则释放能量,在整个周期内平均功率是零,但能量在电源和电抗元件之间不停地交换。
交换率的最大值即为“无功功率”。
有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)的电功率。
有功功率过低导致线损增加、容量下降、设备使用率下降,从而导致电能浪费加大。
无功功率电网中的感性负载(如电机,扼流圈,变压器,感应式加热器及电焊机等)都会产生不同程度的电滞,即所谓的电感。
感性负载具有这样一种特性——即使所加电压改变方向,感性负载的这种滞后仍能将电流的方向(如正向)保持一段时间。
一旦存在了这种电流与电压之间的相位差,就会产生负功率,并被反馈到电网中。
电流电压再次相位相同时,又需要相同大小的电能在感性负载中建立磁场,这种磁场反向电能就被称作无功功率。
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。
它不对外做功,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。
无功功率在电力系统中的重要作用随着工业的发展,电能成为现代工业的主要能源,电能质量的好坏,直接影响到工业设备的运行及企业的经济效益、社会效益等,为用户提供安全、可靠、稳定、、高效的电能是十分重要的。
在电力系统的运行过程中,通常用功率因数来衡量电网运行的效率,功率因数的大小,反映了电网系统中电源输出的视在功率中有功功率的有效利用的程度。
为了提高电网系统中电能输送质量,希望功率因数越大越好,却往往忽视了无功功率在电网中的重要作用。
无功功率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、电容等元件工作时建立磁场所需的电功率。
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。
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。
功率因数电网的电力负荷中的电气设备都是由电感、电容、电阻等元件组合而成,既有感性负载又有容性负载如电机、变压器、电抗器等,感性负载的电压与电流的相量间存在一个相位差,通常用相位角的余弦cosφ来表示,cosφ称为功率因数式中 cosφ-功率因数,P-有功功率,KW; Q-无功功率,KVar; s-视在功率,KVA; 功率因数的大小,反映了电网系统中电源输出的视在功率的有效利用程度,为了提高电网系统中电能输送质量,希望功率因数越大越好。
如功率因数过小,会降低发电机有功功率的输出、降低变电设备有功功率的供电能力、使输电线损耗变大,同时还会造成电气设备容量得不到充分发挥。
但电气设备运行建立磁场需要大量的无功功率,我们通常用无功补偿的方式来满足上述条件,只有这样才能即为设备提供足够的无功功率,又能保持较高的功率因数。
无功补偿原理
电气设备的运行即要从电源取得有功功率,同时还需要取得无功功率。
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,因此电气设备就无法维持在额定磁场状态下工作,用电设备两端电压就会下降,影响到电气设备的运转。
如果从发电机和高压输电线路来供给设备大量的无功功率,则使功率因数变得很小,有功功率供给也会远远满足不了负荷的需要。
同时还会造成供电质量的下降,所以从发电机和高压输电线路来供给设备的无功功率是不合理的。
这就需要在电网增加无功补偿设备来补偿无功率,以保证电气设备的运行,可见在电网中进行无功补偿是十分必要的。
无功补偿的基本原理是把具有容性功率的负荷设备与感性功率的负荷的设备并联在同一电路中,当感性设备吸收能量时,容性设备就放出能量,能量就在这两种负荷间转换,这样感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率来补偿。
无功功率的补偿方式主要有以下几种:低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿这三种补偿方式各有各的特点,可根据补偿要求及经济的合理性来进行选择补偿方式。
同时电机的空载运行、变压器的空载运行和低负荷运行及电网中输送的电压过高都会消耗过多的无功功率,直接影响到功率因数。
在电气设备的运行时要尽量避免在上述状态下运行。
无功电源无功功率在感性电路中和容性电路工作都必需的,在电路系统中,当电路表现为感性时,电路吸收无功功率,电流滞后于电压,当电路表现为容性时,电路放出无功功率,电流超前于电压。
因此电网系统中有感性无功功
率和容性无功功率,而电力系统中最大的负荷是感性的,所以我们通常将吸收感性无功功率的负荷称为“无功负荷”;而将吸收容性无功功率的功率设备称为“无功电源,也就是在电力系统中能提供容性无功功率负荷的设备,通常说的无功补偿设备。
无论是感性无功功率还是容性无功功率,他们仅在电流与电压超前和滞后,性质是相同的都是建立的维护磁场。
从无功补偿原理我们可以看出感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率来补偿。
在电力系统中通常应用的无功电源主要有同步电机、静电电容器、静止无功补偿器以及无功发生器。
可根据用户的要求来选择合理的无功电源,所以说无功补偿主要作用就是吸收或供给适度的无功功率,从而提高了功率因数,以改善交流电力系统的供电质量。