无功功率的产生、作用与影响

有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数Active power、Reactive power、Apparent power有功功率有功功率（英语：active power，AC power）也称为实功率（R，real power）是一个在交流电电路系统中的概念，表示电源在周期内所发出的瞬时功率的平均值，有功功率以P来表示，其单位是瓦特（W）。

在电路的电源电路的一个给定的点的过去的能量流的速率。

在交流电路中，储能元件如电感和电容，可能会导致能量流动的方向周期性的逆转。

电源的部分，在一个完整的周期的交流波形的平均，在一个方向上的能量的净转移的结果被称为真正的力量。

储存的能量，该方法返回到源在每个周期中，由于功率的部分被称为无功功率。

在交流电路中，有功功率是指一个周期内发出或负载消耗的瞬时功率的积分的平均值（或负载电阻所消耗的功率），因此，也称平均功率。

1定义记瞬时电压为u(t)，瞬时电流为i(t)，瞬时功率为p(t)，则：记有功功率为P，则：对于交流电，T为交流电的周期，对于直流电，T可取任意值。

对于正弦交流电，经过积分运算可得：上式中，U、I分别为正弦交流电的有效值，φ为电压与电流信号的相位差。

2三相电对于单相正弦交流电而言，其瞬时功率是变化的，因此，对于单相电机，其输出转矩有脉动。

对于三相电机，其三相电的瞬时功率之和却是恒定值，因此，对于三相电机，其输出转矩无脉动。

证明如下：假设：Ua=Um*sin（ωt+120°）Ia=Im*sin（ωt+120°-θ）那么，Pa=Ua*Ia=Um*Im*sin（ωt+120°）*sin（ωt+120°-θ）=1/2*Um*Im*[cosθ-cos(2ωt+240°-θ)]同理：Pb=1/2*Um*Im*[cosθ-cos(2ωt-θ)]Pc=1/2*Um*Im*[cosθ-cos(2ωt-240°-θ)]P=Pa+Pb+Pc=3/2*Um*Im*cosθ-[cos(2ωt+240°-θ)+cos(2ωt-θ)+cos(2ωt-240°-θ)]=3/2*Um*Im*cosθ-[cos(2ωt-120°-θ)+cos(2ωt-θ)+cos(2ωt+120°-θ)]∵cos(2ωt-120°-θ)+cos(2ωt+120°-θ)=2cos(2ωt-θ)*cos(-120°)=-cos(2ωt-θ)∴P=3/2*Um*Im*cosθ即：三相电机的输出瞬时功率为恒定值。

有功功率、无功功率、发电机1. 无功功率和有功功率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。

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。

在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。

这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。

1 影响功率因数的主要因素(1)大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。

据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。

所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。

(2)变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。

因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。

(3)供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大的影响。

当供电电压高于额定值的10％时，由于磁路饱和的影响，无功功率将增长得很快，据有关资料统计，当供电电压为额定值的110％时，一般无功将增加35％左右。

当供电电压低于额定值时，无功功率也相应减少而使它们的功率因数有所提高。

但供电电压降低会影响电气设备的正常工作。

所以，应当采取措施使电力系统的供电电压尽可能保持稳定。

无功功率和功率因数计算一、无功功率的定义和计算公式无功功率是指在电力系统中流动的无功电能的大小。

无功电能是由于电压和电流之间的相位差而引起的，它不进行有用的功率传输，仅仅在电力系统中产生和吸收无用功。

无功功率的单位是伏安乘乘乘的萨或千伏安乘乘乘的千瓦。

在直流电路中，无功功率为零，因为在直流电路中不存在电压和电流之间的相位差。

而在交流电路中，由于电压和电流之间存在相位差，因此会有无功功率的产生。

以交流电路为例，设电压为U，电流为I，它们的相位差为θ。

则有功功率P和无功功率Q的计算公式如下：有功功率P = U × I × cosθ无功功率Q = U × I × sinθ其中cosθ称为功率因数，它表示有功功率与总功率之间的比值。

cosθ的取值范围是-1到1之间。

二、功率因数的定义和计算功率因数是指有功功率与总功率之间的比值。

它描述了电力系统中有用功率的占比情况。

功率因数是一个无单位的量，通常以小数形式表示。

功率因数越接近1，说明系统中有用功率的比例越高；功率因数越接近0，说明系统中无用功率（即无功功率）的比例越高。

功率因数的计算公式如下：功率因数=有功功率/（电压×电流）三、功率因数对电力系统的影响功率因数的大小对电力系统的运行效率和负载能力有影响。

当功率因数小于1时，电力系统中存在较大的无功功率，这会导致电能的浪费和损耗。

低功率因数还会引起电力设备的发热、电流增大和供电线路的压降加大等问题，降低了系统的效率，增加了供电成本。

为了提高功率因数，可以采取以下措施：1.安装功率因数补偿装置，在电力系统中加装功率因数补偿装置可以提高功率因数。

补偿装置通过串联或并联有源或无源的电容或电感元件，校正电路中的无功功率，从而达到提高功率因数的目的。

2.优化电力负载，合理调整负载的使用情况，避免突然的大电流负载，减少无功功率的发生。

3.提高电力设备的效率，优化电力设备的设计和运行状态，减少电力设备的无功功率损失。

有功功率和无功功率的区分电压电流同相位，电源向负载供电，负载把电能转换成其他能量，叫有功。

电压电流不同相位部分，电源与负载之间交换电能，这部分（除线路损耗外）电能不转换（电磁以外的）成其他能量，叫无功。

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。

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)。

定义：有功功率:在交流电路中，电源在一个周期内发出瞬时功率的平均值(或负载电阻所消耗的功率)，称为"有功功率"。

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。

定义：在具有电感或电容的电路中，在每半个周期内，把电源能量变成磁场(或电场)能量贮存起来，然后，再释放，又把贮存的磁场（或电场）能量再返回给电源，只是进行这种能量的交换，并没有真正消耗能量，我们把这个交换的功率值，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。

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。

电感无功功率计算公式电感无功功率是指在交流电路中，由于电感元件的存在而产生的无功功率。

电感无功功率计算公式可以用来计算电感元件的无功功率。

本文将介绍电感无功功率的计算公式以及相关的知识。

1. 电感无功功率的定义电感无功功率是指电感元件所消耗和释放的无功功率。

在交流电路中，电感元件会引起电流的超前相位，从而导致电压和电流之间存在相位差。

这种相位差会导致电流在电感元件中产生无功功率的损耗，即电感无功功率。

2. 电感无功功率计算公式电感无功功率的计算公式如下：Q = V * I * sin(θ)其中，Q表示电感无功功率，V表示电压的有效值，I表示电流的有效值，θ表示电压和电流之间的相位差。

3. 电感无功功率的计算过程要计算电感无功功率，需要先测量电压和电流的有效值，并确定它们之间的相位差。

然后，根据上述公式进行计算。

具体的计算过程如下：1) 测量电压和电流的有效值：使用合适的仪器，如万用表或示波器，测量电压和电流的有效值。

确保测量的准确性和精度。

2) 确定电压和电流的相位差：通过测量电压和电流波形的相位差，确定它们之间的相位差。

可以使用示波器观察波形，并计算相位差。

3) 计算电感无功功率：根据上述公式，将测量的电压和电流的有效值以及相位差代入公式中，进行计算。

最后得到电感无功功率的值。

4. 电感无功功率的影响因素电感无功功率的大小受到多个因素的影响，包括电感元件的电感值、电压和电流的大小以及它们之间的相位差。

电感值的增加会导致电感无功功率的增加。

当电感值较大时，电流在电感元件中的变化会更加缓慢，从而产生更多的无功功率损耗。

电压和电流的大小也会影响电感无功功率的大小。

当电压和电流较大时，电感无功功率也会增加。

相位差的改变也会导致电感无功功率的变化。

当电压和电流之间的相位差增大时，电感无功功率也会增加。

5. 电感无功功率的应用电感无功功率的计算公式在电力系统的运行和分析中具有重要的应用。

通过计算电感无功功率，可以评估电感元件对电力系统的影响，优化系统的运行，提高能源利用效率。

有关“无功功率”增加的原因
有关“无功功率”增加的原因如下：
1.感性负载增加：无功功率主要是由于感性负载（如电动机、变压器等）引起的。

当感性
负载增加时，无功功率也会相应增加。

2.系统电压波动：系统电压的波动会导致无功功率的增加。

当系统电压降低时，感性负载
的无功需求会增加，从而导致整个系统的无功功率增加。

3.谐波干扰：谐波会对电力系统中的无功功率产生影响。

谐波会导致电压波形畸变，从而
增加系统的无功功率。

4.负载不平衡：如果系统中的负载不平衡，例如三相负载不平衡，会导致无功功率的增加。

这是因为不平衡的负载会导致电流波形畸变，进而产生额外的无功功率。

为了降低无功功率，可以采取以下措施：
1.优化负载配置：合理配置感性负载和容性负载，使它们在系统中达到平衡，以减少无功
功率的产生。

2.提高系统电压稳定性：通过改善电源质量、提高系统电压稳定性等措施，可以减少因电
压波动引起的无功功率增加。

3.谐波治理：采用谐波滤波器、有源电力滤波器等设备，对系统中的谐波进行治理，以减
少谐波对无功功率的影响。

4.无功补偿：通过安装无功补偿装置（如电容器、静止无功补偿器等），对系统中的无功
功率进行补偿，以提高系统的功率因数，降低无功功率的消耗。

总之，无功功率增加的原因主要与感性负载、系统电压波动、谐波干扰和负载不平衡等因素有关。

通过优化负载配置、提高系统电压稳定性、谐波治理和无功补偿等措施，可以有效地降低无功功率的消耗。

什么是有功和无功在交流电路中，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：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，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率，竹筐并不是没用，没有竹筐泥土怎么运到堤上呢?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、用电产生一定的不良影响，主要表现在：(1)降低发电机有功功率的输出。