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有功无功的区别是什么?

点击:3364 添加时间:2019-11-19 17:21:00 信息来源:诺亚特变
电网要提供给负载的电功率有两种:有功功率和无功功率。

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着“无功”。正因为有无功的存在,而且又可以采用适当的方式进行补偿,使有限的供电设备能够得到充分的利用,那么供电部门就肯定要对用户进行无功电量的计量了。

功率因数的定义,是指用电设备的有功功率与视在功率的比值,表示用电设备(供电设备、配电设备等等,均看作广义用电设备)的用电效率。用户电器设备在一定电压和功率下,该值越高效益越好,发电设备越能充分利用。常用cosΦ表示。

                        

从功率三角形及其相互关系式中不难看出,在视在功率不变的情况下,功率因数越低(

Φ角越大),有功功率就越小,同时无功功率却越大。这种使供电设备的容量不能得到充分利用,例如容量为1000kVA的变压器,如果cosΦ=1,即能送出1000kW的有功功率;而在cosΦ=0.7时,则只能送出700kW的有功功率。功率因数低不但降低了供电设备的有效输出,而且加大了供电设备及线路中的损耗,因此,必须采取并联电容器等补偿无功功率的措施,以提高功率因数。

 

无功功率补偿的好处:(1)补偿无功功率,就是提高用户的微电网的功率因数,这等于提高微电网的效率,提高变压器的供电能力;这样,使同一台变压器能够带动的设备更多,或者带动功率更大的负载。(2)降低电网中的功率损耗和电能损失;通过无功补偿,可以减少电网的线路损耗,减少损耗成本。(3)改善电能质量,使电压和频率更稳定,从而保证用电设备工作更稳定,工作效率更高,同时因电能质量高,也会使用电设备的故障率降低,达到更好的效益。(4)减小发电设备投入,节省投资。用户电网的功率因数提高以后,大电网的负载能力就得到提高,同样的发电机组,可以给更多的设备供电,这就减少发电设备的投入,间接提高经济效益。(5) 减少了用户的电费支出。

举例而言,将1000kVA变压器之功率因数从0.8提高到0.98时:

补偿前:1000×0.8=800kW

补偿后:1000×0.98=980kW

同样一台1000kVA的变压器,功率因数改变后,它就可以多承担180kW的负载。


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