无功功率与有功功率.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————无功功率与有功功率有功功率和无功功率在交流电路中, 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, 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。(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。从发电机和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。设负荷视在功率为 S ,有功功率为 P ,无功功率为 Q ,电压有效值为,电流有效值为 I ,则功率三角形如图 1-3 。图中: P=S· cosj= Icosj ------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— Q= S· sinj= Isinj S=I 有功功率常用单位为瓦或千瓦, 无功功率为乏或千乏, 视在功率为伏安或千伏安, 相位角 j 为有功功率与视在功率的夹角, 称为力率角或功率因数角, cosj 表示有功功率 P 和视在功率 S 的比值, 称为力率或功率因数。图 1-3 功率三角形在感性电路中,电流落后于电压, j>0 ,Q 为正值,而在容性电路中,电流超前于电压, j<0 ,Q为负值。交流电在通过纯电阻的时候, 电能都转成了热能, 而在通过纯容性或者纯感性负载的时候, 并不做功. 也就是说没有消耗电能, 即为无功功率. 当然实际负载, 不可能为纯容性负载或者纯感性负载, 一般都是混合性负载, 这样电流在通过它们的时候, 就有部分电能不做功,就是无功功率, 此时的功率因数小于 1, 为了提高电能的利用率, 就要进行无功补偿。在大系统中, 无功补偿还用于调整电网的电压, 提高电网的稳定性。在小系统中, 通过恰当的无功补偿方法还可以调整三相不