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在交流電路中,由電源供給負載的電功率有兩種:一種是有功功率,一種是無功功率。電流電壓同相位,電源向負載供電電功率的符號是啥,負載把電能轉換成其他能量,叫有功。電流電壓不同相位部份,電源與負載之間交換電能,這部份(除線路耗損外)電能不轉換(電磁以外的)成其他能量,叫無功。
有功功率
有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率,也就是將電能轉換為其他方式能量(機械能、光能、熱能)的電功率。諸如:5.5千瓦的電動機就是把5.5千瓦的電能轉換為機械能,推動氣泵抽水或打漿機打漿;各類照明設備將電能轉換為光能,供人們生活和工作照明。有功功率的符號用P表示,單位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。
有功功率:在交流電路中,電源在一個周期內發出瞬時功率的平均值(或負載內阻所消耗的功率),稱為"有功功率"。有功功率偏低引起煤耗降低、容量增長、設備使用率增長,進而造成電能浪費加強。
無功功率
電網中的感性負載(如馬達,扼流圈,變壓器,感應式加熱器及電焊機等)就會形成不同程度的電滯,即所謂的電感。
感性負載具有這樣一種特點-----雖然所加電流改變方向,感性負載的這些滯后仍能將電壓的方向(如正向)保持一段時間。一旦存在了這些電壓與電流之間的相位差,才會形成負功率,并被反饋到電網中。電壓電流再度相位相同時,又須要相同大小的電能在感性負載中構建磁場,這些磁場反向電能就被叫做無功功率。
定義:在具有電感或電容的電路中,在每半個周期內,把電源能量弄成磁場(或電場)能量儲存上去,之后,再釋放,又把儲存的磁場(或電場)能量再返回給電源,只是進行這些能量的交換,并沒有真正消耗能量,我們把這個交換的功率值,稱為"無功功率"。
無功功率比較具象,它是用于電路內電場與磁場的交換,并拿來在電氣設備中構建和維持磁場的電功率。它不對外作功電功率的符號是啥,而是轉變為其他方式的能量。但凡有電磁線圈的電氣設備,要構建磁場,就要消耗無功功率。例如40瓦的日光燈,除需40多瓦有功功率(鈉燈也需消耗一部份有功功率)來發光外,還需80乏左右的無功功率供燈管的線圈構建交變磁場用。因為它不對外做功,才被稱之為“無功”。無功功率的符號用Q表示,單位為乏(Var)或千乏(kVar)。
無功功率偏低的缺點:
1)無功功率會造成電壓減小和視在功率降低,造成系統容量增長;
2)無功功率降低,會使總電壓降低,進而使設備和線路的耗損降低;
3)使線路的壓降減小,沖擊性無功負載都會使電流劇烈波動。
配電網中的電感性電氣設備如變壓器、電動機、電焊機、空調器、洗衣機、電冰柜、鈉燈、日光燈等投入運行后,除了要從電力網中吸收有功功率用于做功,并且還要吸收無功功率構建磁場,這樣就造成電力顧客的自然功率質數通常都比較低。我國對電力顧客的用電,規定了必須達到的功率質數標準。
無功功率決不是無用功率,它的好處很大。電動機須要構建和維持旋轉磁場,使定子轉動,進而推動機械運動,電動機的定子磁場就是靠從電源取得無功功率構建的。變壓器也同樣須要無功功率,能夠使變壓器的一次線圈形成磁場,在二次線圈感應出電流。因而,沒有無功功率,電動機就不會轉動,變壓器也不能變壓,交流接觸器不會銜鐵。為了形象地說明這個問題,現舉一個反例:農村修水利須要頂管土石方運土,運土時用竹篾裝滿土,挑走的土好比是有功功率,挑高木盆就好比是無功功率,竹篾并不是沒用,沒有木盆泥土如何運到堤上呢?
在正常情況下,用電設備不但要從電源取得有功功率,同時還須要從電源取得無功功率。假如電網中的無功功率供不應求,用電設備就沒有足夠的無功功率來構建正常的電磁場,這么,這種用電設備就不能維持在額定情況下工作,用電設備的端電流就要增長,進而影響用電設備的正常運行。
無功功率對供、用電形成一定的不良影響,主要表現在:
(1)增加發電機有功功率的輸出。
(2)增加輸、變電設備的供電能力。
(3)導致線路電流損失減小和電能耗損的降低。
(4)導致低功率質數運行和電流增長,使電氣設備容量得不到充分發揮。
從發電機和高壓輸電纜線供給的無功功率,遠遠滿足不了負荷的須要,所以在電網中要設置一些無功補償裝置來補充無功功率,以保證用戶對無功功率的須要,這樣用電設備能夠在額定電流下工作。這就是電網須要裝設無功補償裝置的道理。