有功功率无功功率视在功率以及功率因数
有功功率的计算方式
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有功功率和无功功率的计算公式如下:
1. 有功功率:P = UIcosφ(单位:瓦特,W)
2. 无功功率:Q = UIsinφ(单位:乏特,Var)
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:
3. 功率因数:cosφ= P/S = P/(P²+ Q²)^(1/2)
有功功率,亦称平均功率,是指交流电在一个周期内的平均功率值,用于表示电路中电阻部分所消耗的功率。
对于电动机而言,这代表其输出功率。
有功功率以字母P表示,单位为千瓦(kW)。
无功功率则描述在具有电感或电容的电路中,电感或电容在半个周期内将电源的能量转换为磁场或电场的能量储存起来,在另一半周期则将储存的能量还给电源。
这种能量的交换并不涉及真正能量的消耗。
我们称这种与电源能量交换的最大值为无功功率,以字母Q表示,单位为乏特(kvar)。
视在功率是指在具有电阻和电抗的电路中,电压与电流的乘积。
视在功率以字母S或符号Ps表示,单位为千伏安(kVA)。
无功功率是交流电路中电场或磁场在一周期内部分时间吸
收能量,另一部分时间释放能量,整个周期内平均功率为零,但能量在电源和电抗元件(如电容、电感)之间不停地交换。
这种交换的最大速率即为无功功率。
在单相交流电路中,无
功功率的值等于电压有效值、电流有效值和电压与电流间相位角的正弦三者之积,单位为Var或kVar。
视在功率有功功率与无功功率的计算公式
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视在功率有功功率与无功功率的计算公式视在功率是电路中的总功率,由有功功率和无功功率组成。
有功功率是电路中实际转换成有用功的功率,通常用来驱动电动机或发电机。
无功功率是电路中通过电容器和电感器等组件来存储能量或释放能量的功率,它对于电路的稳定性和电压调整非常重要。
以下是视在功率、有功功率和无功功率的计算公式:
视在功率 S = P + jQ
其中,P 为有功功率,Q 为无功功率,j 为虚数单位。
有功功率P = U × I × cosφ
其中,U 为电压,I 为电流,φ 为电路的功率因数。
无功功率Q = U × I × sinφ
其中,U 为电压,I 为电流,φ 为电路的功率因数。
在实际电路中,我们通常需要计算视在功率、有功功率和无功功率,以便了解电路的运行情况和能量的使用情况。
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有功功率、无功功率与视在功率的区别
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有功功率、无功功率与视在功率的区别1有功功率、无功功率与视在功率在交流电路中,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----又叫平均功率。
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,它是指在电路中电阻部分所消耗的功率,有功功率的符号用P表示,单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。
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。
无功功率----在具有电感和电容的电路里,这些储能元件在半周期的时间里把电源能量变成磁场(或电场)的能量存起来,在另半周期的时间里对已存的磁场(或电场)能量送还给电源。
它们只是与电源进行能量交换,并没有真正消耗能量。
我们把与电源交换能量的速率的振幅值叫做无功功率。
用字母Q表示,单位为乏(Var)或千乏(kVar)。
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。
有功功率、无功功率与视在功率的区别
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之迟辟智美创作有功功率、无功功率与视在功率的区别1有功功率、无功功率与视在功率在交流电路中,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.有功功率又叫平均功率,是坚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:5.5千瓦的电念头就是把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暗示,单元有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW).无功功率比力笼统,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.它分歧毛病外作功,而是转酿成其他形式的能量.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份有功功率)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.由于它分歧毛病外做功,才被称之为“无功”.无功功率的符号用Q暗示,单元为乏(Var)或千乏(kVar).无功功率决不是无用功率,它的用处很年夜.电念头需要建立和维持旋转磁场,使转子转动,从而带念头械运动,电念头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,才华使变压器的一次线圈发生磁场,在二次线圈感应出电压.因此,没有无功功率,电念头就不会转动,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,竹筐其实不是没用,没有竹筐泥土怎么运到堤上呢?在正常情况下,用电设备不单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、用电发生一定的不良影响,主要暗示在:(1)降低发机电有功功率的输出.(2)降低输、变电设备的供电能力.(3)造成线路电压损失增年夜和电能损耗的增加.(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沛发挥.从发机电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赔偿装置来弥补无功功率,以保证用户对无功功率的需要,这样用电设备才华在额定电压下工作.这就是电网需要装设无功赔偿装置的事理.视在功率:在具有电阻和电抗的电路内,电压与电流的乘积叫视在功率,以字母S或符号Ps暗示,单元为千伏安(kV A). 有功功率、无功功率、视在功率三者关系可以用功率三角形暗示有功功率、无功功率、视在功率三者关系可以用功率三角形暗示2功率因数电网中的电力负荷如电念头、变压器等,属于既有电阻又有电感的电感性负载.电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差,通经常使用相位角φ的余弦cosφ来暗示.cosφ称为功率因数,又叫力率.功率因数是反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用水平和用电管理水平的一项重要指标.三相功率因数的计算公式为:式中cosφ——功率因数;P——有功功率,kW;Q——无功功率,kVar;S——视在功率,kV.A;U——用电设备的额定电压,V;I——用电设备的运行电流,A.功率因数分为自然功率因数、瞬时功率因数和加权平均功率因数.(1)自然功率因数:是指用电设备没有装置无功赔偿设备时的功率因数,或者说用电设备自己所具有的功率因数.自然功率因数的高低主要取决于用电设备的负荷性质,电阻性负荷(白炽灯、电阻炉)的功率因数较高,即是1,而电感性负荷(电念头、电焊机)的功率因数比力低,都小于1.(2)瞬时功率因数:是指在某一瞬间由功率因数表读出的功率因数.瞬时功率因数是随着用电设备的类型、负荷的年夜小和电压的高低而时刻在变动.(3)加权平均功率因数:是指在一按时间段内功率因数的平均值,其计算公式为:提高功率因数的方法有两种,一种是改善自然功率因数,另一种是装置人工赔偿装置.此主题相关图片如下,点击图片看年夜图:视在功率视在功率与功率因数在电工技术中,将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积,即或称为视在功率(apparent power),记为,即(1)显然,只有单口网络完全由电阻混联而成时,视在功率才即是平均功率,否则,视在功率总是年夜于平均功率(即有功功率),也就是说,视在功率不是单口网络实际所消耗的功率.为以示区别,视在功率不用瓦特(W)为单元,而用伏安(V·A)为单元.在正弦交流电路中,有功功率一般小于视在功率,也就是说瑶族视在功率上打一个折扣才华即是平均功率,这个折扣就是,称为功率因数(power factor),用暗示,即(2)由于是单口网络端钮电压与电流间的相位差角,故,往往称之为功率因数角.对不含自力源的网络,,且当阻抗为电感性时,当阻抗为电容性时, .在这两种情况下,功率因数 .可见,仅从的取值反映不出电路的性质,为此,经常同时加上“滞后”或“超前”字样.“滞后”是指电流滞后电压,即的情况,“超前”是指电流超前电压,即的情况.由于视在功率即是网络端钮处电流、电压有效值的乘积,而有效值能客观地反映正弦量的年夜小和他的做功能力,因此这两个量的乘积反映了为确保网络能正常工作,外电路需传给网络的能量或该网络的容量.由于网络中既存在电阻这样的耗能元件,又存在电感、电容这样的贮能元件,所以,外电路必需提供其正常工作所需的功率,即平均功率或有功功率,同时应有一部份能量被贮存在电感、电容等元件中.这就是视在功率年夜于平均功率的原因.只有这样网络或设备才华正常工作.若按平均功率给网络提供电能是不能保证其正常工作的.因此,在实际中,通常是用额定电压和额定电流来设计和使用用电设备的,用视在功率来标示它的容量.另外,由于电感、电容等元件在一段时间之内贮存的能量将分别在其它时间段内释放失落,这部份能量可能会被电阻所吸收,也可能会提供给外电路.所以,我们看到单口网络的瞬时功率有时为正有时为负。
新能源电力基础知识十五:视在功率、有功功率、无功功率和功率因数
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新能源电力基础知识十五:视在功率、有功功率、无功功率和功率因数一、什么是视在功率、有功功率、无功功率、功率因数?•视在功率是表示交流电器设备容量的量。
等于电压有效值和电流有效值的乘积。
它相当于在给定电压和电流下所能获得的最大有功功率。
视在功率不用瓦特(W)为单位,而用伏安(VA)或千伏安(kVA)为单位。
•有功功率是指单位时间内实际发出或消耗的交流电能量,是周期内的平均功率。
单相电路中等于电压有效值、电流有效值和功率因数的乘积。
多相电路中等于相数乘以每相的有功功率。
单位为瓦W、千瓦KW。
•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(电容、电感)之间不停地交换。
交换率的最大值即为“无功功率”。
单相交流电路中,其值等于电压有效值、电流有效值和电压与电流间相位角的正弦三者之积。
单位为Var、kVar。
•功率因数是指交流电路有功功率对视在功率的比值。
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。
功率因子基本不可能为1,故1KW(有功功率)≠1KVA(视在功率)。
•功率因数角是指交流电路中相电压和相电流之间的相位差,也成为阻抗角。
二、在交流电力系统中,他们之间的三角关系如下图:三、为什么要进行无功补偿?无功补偿是电力系统中不可或缺的一个环节。
通过进行无功补偿,可以降低电力系统的能耗,提高传输效率;维护电力系统的稳定性和可靠性;提升电力质量,保障用户的正常用电需求。
因此,无功补偿的重要性不可忽视,不仅为电力系统的高效运行提供了有力的保障,也为我国节能减排和可持续发展做出了重要贡献。
降低电力系统的能耗,提高电力传输效率:在电力传输过程中,无功功率会导致电流与电压的相位差,进而会增加输电线路的电阻损耗。
通过无功补偿,可以实现电流与电压的同相,从而降低线路传输中的无功损耗,提高电力传输效率。
有功功率、无功功率、视在功率概念及计算
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有功功率、无功功率、视在功率概念及计
算
在交流电路中,有功功率、无功功率和视在功率之间存在着一种重要的关系,可以用功率三角形来表示。
功率三角形是一个以有功功率、无功功率和视在功率为三个边的三角形,其中,有功功率为底边,无功功率为高,视在功率为斜边。
由于视在功率是有功功率和无功功率的平方和的平方根,所以功率三角形的顶点角度可以表示出功率因数,即有功功率与视在功率的比值。
功率因数越大,表示负载越纯阻性,能够更有效地利用电能。
功率三角形是用来表示视在功率(S)、有功功率(P)
和无功功率(Q)之间关系的一个直角三角形,其中斜边为S,两直角边分别为Q和P。
功率因数角Ф反映了电路中电压和
电流之间的相位差。
对于三相对称负载,不论是Y形接法还是△形接法,都
可以按照公式进行功率计算。
但如果负载不对称,则需要使用三个单相电路功率相加的方法计算三相总功率。
功率因数表的正确接线方法如下:三个电压接线柱分别标有UA、UB、UC,两个电流接线柱标有IA。
功率因数表所取电流应与左边电压接线柱所接电压同相,并且与负荷电流同方向的电流互感器二次电流应以标有*号的接线柱流入,从另一个接线柱流出。
电流互感器应安装在总母线上。
在实际应用中,需要注意功率因数的调整,以避免电网负荷过重和能源浪费。
电力系统视在功率、有功功率、无功功率的概念解释
![电力系统视在功率、有功功率、无功功率的概念解释](https://img.taocdn.com/s3/m/cd9b0168b307e87101f696ed.png)
电力系统视在功率、有功功率、无功功率的概念解释电力系统中视在功率、有功功率经常被混淆,两个不是一个概念KVA是视在功率单位,一般指变压器或用电设备的容量;KW是指有功功率单位;视在功率和有功功率有一个设备功率因数的换算关系。
换算关系如下:视在功率的平方=有功功率的平方+无功功率的平方在交流电路中,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。
有功功率又叫平均功率,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。
视在功率
![视在功率](https://img.taocdn.com/s3/m/ecab481659eef8c75fbfb3d7.png)
视在功率、有功功率、无功功率视在功率是指发电机发出的总功率,其中可以分为有功部分和无功部分。
有功部分是通过导线发热损失掉或纯电阻负载消耗的功率,这部分功率由于做了功而被称为有功功率。
而无功功率则是损失在非纯电阻负载上的功率。
可认为是电压与电流相位差变化的损耗。
无功功率不做功,但是要保证有功功率的传导必须先满足电网的无功功率。
下面举例说明:(很清晰的解释)三相异步电动机的有功功率和额定功率的区别和联系: 额定功率是电机运行在额定点输出的机械功率。
额定功率=sqrt(3)*额定电压*额定电流*功率因数*效率。
这是特指额定点。
视在功率=sqrt(3)*电压*电流。
有功功率=sqrt(3)*电压*电流*功率因数,这个有功功率是电机输入的电功率,它不同于视在功率是交流电压电流的相交差造成的,或者说是电机中的储能元件电感造成的。
效率是电机中的定转子铜损,铁损和机械损耗造成的,完全不同的概念。
无功功率没有功率损耗,只是有能量以磁场的形式储存在储能元件中,没有传递到机械功率输出,而效率的损耗全部转化成了热能,会使电机产生温升。
电动机从电网上吸收电能经过电磁感应定律的规定,变成电动机转子旋转,带动负载机械做功,这样就将电能转化成机械能。
电动机输出的能量为电动机的额定功率。
电动机运行时因线圈发热、轴承摩擦等很多损耗为电动机损耗。
将额定功率和所有的损耗加起来,就为电动机从电网中吸收的有功功率。
电动机的额定功率+电动机损耗=电动机从电网中吸收的有功功率电动机将电能转化成机械能是离不开磁场的,磁场的建立就是靠电动机线圈通电形成的,那么形成磁场也需要能量,这部分的能量并没有转化成机械能和热能,相当于媒介,此部分能量为电动机的无功功率。
有功功率+无功功率=视在功率,注意:这可是矢量相加哟。
效率=额定功率÷有功功率×100%永远小于1一、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念 1.有功功率:可以转化成其他形式能量(热、光、动能)的能量。
有功功率和无功功率以及视在功率该怎么计算
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有功功率和无功功率以及视在功率该怎么计算
有功功率:在交流电路中,每个瞬时的有功功率是不同的,且不断变化,一般用平均有功功率(一个周期内功率的平均值)来度量电路中消耗能量的情况。
对于单相交流电路,计算公式为:P=UIcosΦ
式中:
P—有功功率(瓦)
U—交流电压有效值(伏)
I—交流电流有效值(安)
cosΦ—负载的功率因数。
有功功率的单位是瓦(W)或千瓦(KW)、兆瓦(MW)。
当负载为纯电阻时,电压与电流相位相同,Φ=0°,cosΦ=1,电阻消耗的功率全部是有功功率(P=UI)。
当负载是纯电感或纯电容时,电压和电流的相位差Φ=90°,cosΦ=0,有功功率P=0,所以纯电感或纯电容负载是不消耗有功功率的。
无功功率:为了衡量交换能量的情况,人们用能量交换过程中功率的最大值(即瞬时功率的最大值)来表示无功功率。
根据公式推导,无功功率Q的计算公式为:Q=UIsinΦ
式中:sinΦ—交流电压与电流相位差的正弦值。
无功功率的单位是乏(var)或千乏(Kvar)、兆乏(Mvar)。
当负载为纯电感或纯电容时,Φ=90°,sinΦ=1,所以Q=UI,即只有无功功率而不消耗有功。
当负载为纯电阻时,Φ=0°,sinΦ=0,所以Q=0,即只消耗有功功率而不需要无功。
视在功率:在一般交流电路中,输送的电功率中即有有功成分,又有无功成分,因此其电压有效值与电流有效值的乘积,即不是有功功率,也不是无功功率,而是它们的合成量,这个合成量就叫视在功率,用字母S表示。
额定功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念
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额定功率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念三相异步电动机的有功功率和额定功率的区别和联系:额定功率是电机运行在额定点输出的机械功率。
额定功率=sqrt(3)*额定电压*额定电流*功率因数*效率。
这是特指额定点。
视在功率=sqrt(3)*电压*电流。
有功功率=sqrt(3)*电压*电流*功率因数,这个有功功率是电机输入的电功率,它不同于视在功率是交流电压电流的相交差造成的,或者说是电机中的储能元件电感造成的。
效率是电机中的定转子铜损,铁损和机械损耗造成的,完全不同的概念。
无功功率没有功率损耗,只是有能量以磁场的形式储存在储能元件中,没有传递到机械功率输出,而效率的损耗全部转化成了热能,会使电机产生温升。
电动机从电网上吸收电能经过电磁感应定律的规定,变成电动机转子旋转,带动负载机械做功,这样就将电能转化成机械能。
电动机输出的能量为电动机的额定功率。
电动机运行时因线圈发热、轴承摩擦等很多损耗为电动机损耗。
将额定功率和所有的损耗加起来,就为电动机从电网中吸收的有功功率。
电动机将电能转化成机械能是离不开磁场的,磁场的建立就是靠电动机线圈通电形成的,那么形成磁场也需要能量,这部分的能量并没有转化成机械能和热能,相当于媒介,此部分能量为电动机的无功功率。
有功功率+无功功率=视在功率,注意:这可是矢量相加哟。
效率=额定功率÷有功功率×100%永远小于1一、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念1.有功功率:可以转化成其他形式能量(热、光、动能)的能量。
以P来表示,单位为W。
一般来说,有功功率是相对于纯阻性负载来说的。
2.无功功率:功率从能量源传递到负载并能反映功率交换情况的功率就是无功功率。
以Q来表示,单位为Var。
它的产生是由于感性负载、容性负载、以及电压和电流的失真。
这种功率可导致额外的电流损失。
3.视在功率:有功功率和无功功率的几何之和(即平方和的均方根),它用来表示电气设备的容量。
浅谈视在功率、有功功率、无功功率及功率因数在教学中的应用
![浅谈视在功率、有功功率、无功功率及功率因数在教学中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/e1a8a03b0b1c59eef8c7b4db.png)
浅谈视在功率、有功功率、无功功率及功率因数在教学中的应用作者:邱国强来源:《职业·中旬》2012年第07期在交流电的功率课程教学中,学生对视在功率和无功功率,特别是功率因数很难理解。
基于此种情况,谈谈笔者个人浅析,希望对学生学习理解和掌握此部分内容有所帮助。
一、视在功率我们将正弦交流电电路中电压有效值与电流有效值的乘积称为视在功率,有功功率和无功功率的几何之和(即平方和的均方根),它用来表示电气设备的容量。
关系式:视在功率的平方=有功功率的平方+无功功率的平方用符号S表示,计算单位:伏安(VA)、千伏安(kVA)。
变压器的容量是用视在功率表示。
视在功率不表示交流电路实际消耗的功率,只表示电路可能提供的最大功率或电路可能消耗的最大有功功率。
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。
二、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。
有功功率的符号用P表示,单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。
三、无功功率无功功率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。
由于它不对外作功,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。
视在功率、有功功率、无功功率
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视在功率中心说——是电工学的新发展择要:在交流电的电感负载中消耗三种电功率,书中否认其中两个,只承认有功功率能做功,它代表电路中的总电能。
但因无功功率和视在功率都是客观存在的事物,它们的变化必然对负载做功大小产生影响,所以在交电流中的总阻抗、总电流和总电压降都是用视在功率中的参数表示的。
尤其是电路谐振现象已经得到了广泛的应用,不仅产生理论与实践的矛盾,还存在着理论与理论之间的矛盾。
在当代电工书中讲的是“有功功率中心说”,在实践中应用的是“视在功率中心说”。
对于电工来说,在实践中经常使用的是电流表、电压表和欧姆表,所测量的都是视在功率中的参数,总阻抗(欧姆)、总电流(有效电流)、总电压降(有效电压)。
有功功率表很少使用,在配电盘上安装的更少;在电信技术中应用的是“品质因数”,而不是“有功功率因数”。
又因为书中理论不能解答电路谐振现象是否产生能量问题?严重地影响了利用电容器节电工作,在经济上造成极大的损失。
为了研究节电理论,通过对各种实践现象的分析,发现无功功率能做功,电路谐振产生能量问题,总结出符合实践的新学说——“视在功率中心说”。
新观点能说明交流电路中的一切现象和本质,能达到理论与实践的统一,宏观点与微观相一致的,理论与理论之间没有矛盾存在。
对生产力的发展起着推动作用,其经济价值是巨大的。
关键词:有功功率、无功功率、视在功率、谐振能正文:在当代电力能源紧张,电力供不应求,研究节电工作是国家的头等大事。
从实践中看,利用电容器节约电能效果很大,国家还把利用电容器节电列为重点的推广项目之一。
但从理论方面解答不出利用电容器节电的真正原因,从节电的计算公式中也看不出节电的实际效果,尤其是不收无功功率电费(变相收),就使用电单位安装电容器得不到经济效益,用电单位领导就不同意安装电容器。
因此探讨利用电容器节电的本质,改变收电费的方法,是推广利用电容器节电的关键。
现在的情况是:实践走在理论的前边,理论阻碍了实践的发展,如果有了新的理论做指导,实践就会飞速向前。
功率因数及负载性质
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功率因数及负载性质一、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数及峰值因子的概念1.有功功率:可以转化成其他形式能量(热、光、动能)的能量。
以P来表示,单位为W。
一般来说,有功功率是相对于纯阻性负载来说的。
2.无功功率:功率从能量源传递到负载并能反映功率交换情况的功率就是无功功率。
以Q来表示,单位为Var。
它的产生是由于感性负载、容性负载、以及电压和电流的失真。
这种功率可导致额外的电流损失。
3.视在功率:有功功率和无功功率的几何之和(即平方和的均方根),它用来表示电气设备的容量。
以S来表示,单位为VA。
4.功率因数:正弦交流电压与电流的相位差称为功率因数角,以Φ来表示,没有单位,而这个功率因数角的余弦值称为功率因数。
它决定于电路元件参数和工作频率,纯电阻电路的功率因数为1,纯电感电容电路的功率因数为0。
功率因数cosineΦ=P/S。
5.峰值因数:如右图所示,蓝色正弦波为电压波形,绿色为电流波形。
峰值因数是指电流瞬时值的峰值与其有效值的比值。
它用来描述冲击电流。
如果供电设备的峰值因数越高,表明设备抗冲击能力越强。
通常变频电源的峰值因数为3:1,适合一般非线性负载在正常工作中的峰值因数要求。
但当冲击较大时,变频电源设备的电流容量乘于3后还不足以满足负载的瞬间电流要求。
在这种情况下需要考虑增加供电设备的容量,从而提高电流提供能力。
通常电机负载在开机时会产生超出平常多倍的大冲击电流。
通常超过变频电源的峰值因数提供能力,因此在选择变频电源容量时需要考虑负载波动及冲击余量,适当增大变频电源容量以抵御负载的波动,而对于某些特殊负载而言,在起动或工作过程中会产生很强的冲击电流,负载容量瞬间升高数倍(有时高达6倍)。
对于此种负载应在普通容量余量比例基础上进一步加大余量。
正确的容量配比对变频电源的正常稳定工作及变频电源的工作寿命影响很大,经常工作在满载或过载状态下的变频电源系统故障的机会源源高于正确容量配比的变频电源电源。
视在功率有功无功功率因数额定功率的详细介绍
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视在功率有功无功功率因数额定功率的详细介绍
视在功率(Apparent Power)是指在交流电路中,电压和电流积分所得的功率。
它是实际电力系统中能够产生有用功率和无用功率的总功率。
有功(Active Power)是指在电路中有效地转换为有用功的功率。
它是电力系统中对于完成工作所必需的功率。
例如,当我们直接使用电能来做工作,如驱动机器、照明和加热时,所消耗的功率为有功功率。
无功(Reactive Power)是指在电路中产生磁场、电场或电感等非直接执行工作的功耗。
无功功率通常不直接做功,而是以一种存储的形式在电路中循环。
它是由电感、电容、电阻等元件引起的。
功率因数(Power Factor)是描述有功功率和视在功率之间关系的一个参数。
功率因数可以定义为有功功率除以视在功率的比值。
功率因数的值介于0和1之间,当功率因数接近1时,说明电路中的能量得到良好的利用。
如果功率因数较低,说明电路存在较多的无功功率。
额定功率(Rated Power)是指电气设备能够持续正常工作的最大功率。
在设计和制造电气设备时,其功率需满足其额定功率要求,以确保设备的正常运行。
额定功率通常基于设备材料和组件的热耐受能力、电线电缆的承载能力以及其他相关因素。
总结起来,视在功率是交流电路中电压和电流的积分所得的功率;有功是电路中有效转换为有用功的功率;无功是在电路中引起非直接执行工作的功耗;功率因数则是描述有功功率和视在功率之间关系的参数;额定功率是指电气设备能够持续正常工作的最大功率。
这些概念在电力系统中起到了重要的作用,以确保电能的高效利用和设备的安全运行。
视在功率、有功、无功、功率因数、额定功率的详细介绍
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] 视在功率、有功、无功、功率因数、额定功率的详细介绍:1.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I*U (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。
2. 有功功率I*U*cosφ (W)和无功功率I*U*sinφ(Var):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。
无功功率比较抽象,它是用于电路内电场与磁场,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。
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。
3.功率因数:概述在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S 功率因数的大小与电路的负荷性质有关,如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1,一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。
功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。
功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。
功率因数低,说明电路用于交变磁场转换的无功功率大,从而降低了设备的利用率,增加了线路供电损失。
4.额定功率:直流电路中,额定电压与额定电流的乘积就是电器的额定功率。
在正常运行工作状况下,动力设备的输出功率或消耗能量的设备的输入功率。
有功功率无功功率视在功率概念及计算
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有功功率无功功率视在功率概念及计算一、有功功率有功功率是指电能转化为其他形式能量(如热能、光能等)的功率。
它是电力系统中传输、分配和利用的主要功率,也是各种电气设备工作所需要的功率。
有功功率的单位是瓦(W),一般用于表示实际功率的大小。
有功功率的计算公式如下:P = UIcosθ其中,P为有功功率,U为电压有效值,I为电流有效值,cosθ为电压和电流的功率因数。
二、无功功率无功功率是指电能在电力系统中循环流动、不直接转化为有用功率的功率。
它用于维持电力系统的正常运行和平衡,主要通过电容器和电感器等无功补偿设备来调节电压和电流的相位差。
无功功率的单位是乏(VAR),一般用于表示无功功率的大小。
无功功率的计算公式如下:Q = UIsinθ其中,Q为无功功率,U为电压有效值,I为电流有效值,sinθ为电压和电流的功率因数。
三、视在功率视在功率是指电能在电力系统中总的功率大小,包括有功功率和无功功率。
视在功率是一种综合性指标,用于评价电力系统和电气设备的功率容量。
视在功率的单位是伏安(VA),一般用于表示电力系统或设备的容量大小。
视在功率的计算公式如下:S=UI其中,S为视在功率,U为电压有效值,I为电流有效值。
在实际应用中,有功功率、无功功率和视在功率之间存在一定的关系,可以用功率因数来进行描述。
功率因数是指有功功率与视在功率之间的比值,表示电能转化为有用功率的效率。
功率因数的数值范围为-1到1,当功率因数为1时,表示电能全部转化为有用功率;当功率因数为-1时,表示电能全部转化为无用功率;当功率因数为0时,表示电能全部转化为无功功率。
在实际电力系统中,功率因数一般保持在0.8到1之间,表示电能的较高利用效率。
如果功率因数过低,会导致电力系统的能耗增加和电气设备的性能下降,因此需要进行功率因数补偿来提高功率因数的值。
总结而言,有功功率、无功功率和视在功率是电力系统中重要的概念,用于描述电能的不同形式和计算电力的总量。
有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数
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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。
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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。
3简述有功功率是是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率,称为有功功率。
以字母P表示,单位主要有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。
交流电的瞬时功率不是一个恒定值,瞬时功率在一个周期内的平均值叫做有功功率,因此,有功功率也称平均功率。
电力系统中,频率、电压是电网电能质量的二大指标。
频率变化原因:负荷变动导致有功功率的不平衡。
变化过程:负荷变化→发电机转速变化→频率变化→负荷的调节效应→新频率下达到平衡。
消除偏移:原动机输入功率大小随负荷变动而改变。
4测量测量有功功率的仪表称为有功功率表,简称功率表,或功率计、瓦特计、瓦特表等。
功率计可分为:直流功率计、工频功率计和变频功率计。
由于直流功率等于电压和电流的简单乘积,实际测量中,一般采用电压表和电流表替代。
工频功率计是应用较普遍的功率计,常说的功率计一般都是指工频功率计。
变频功率计是21世纪变频调速技术高速发展的产物。
其测量对象为变频电量,变频电量是指用于传输功率的,并且满足下述条件之一的交流电量:常见变频电量波形及频谱(5张)1、信号频谱仅包含一种频率成分,而频率不局限于工频的交流电信号。
2、信号频谱包含两种或更多的被关注的频率成分的电信号。
变频电量包括电压、电流以及电压电流引出的有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、无功电能等。
除了变频器输出的PWM波,二极管整流的变频器输入的电流波形,直流斩波器输出的电压波形,变压器空载的输入电流波形等,均含有较大的谐波。
由于变频电量的频率成分复杂,变频功率计的测量一般包括基波有功功率(简称基波功率)、谐波有功功率(简称谐波功率)、总有功功率等,相比工频功率计而言,其功能较多,技术较复杂,一般称为变频功率分析仪或宽频功率分析仪,部分高精度功率分析仪也适用于变频电量测量。
变频功率分析仪及传感器(5张)变频功率分析仪可以作为工频功率分析仪使用,除此之外,一般还需满足下述要求:1、满足必要的带宽要求,并且采样频率应高于仪器带宽的两倍。
2、要求分析仪在较宽的频率范围之内,精度均能满足一定的要求。
3、具备傅里叶变换功能,可以分离信号的基波和谐波。
5影响有功功率占比过低,即无功功率占比过大,会导致线损增加、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。
无功功率单位为乏(var)。
无功功率在电网中,由电源供给负载的电功率有两种:一种是有功功率,另一种是无功功率(reactive power)。
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:5.5kW的电动机就是把5.5kW的电力转换为机械能,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。
无功功率比较抽象,它是用于电路内电场与磁场,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。
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40W的日光灯,除需40W有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外,还需80var左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。
由于它对外不做功,才被称之为"无功"。
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。
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、用电也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)视在功率一定时,增加无功功率就要降低输、变电设备的供电能力。
(3)电网内无功功率的流动会造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。
(4)系统缺乏无功功率时就会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。
2概念理解理解无功功率的概念,假设有一辆冷藏车,冷藏车的发动机功率为180KW。
但车上的冷冻柜要消耗发动机40KW的功率用来制冷。
因此发动机只有140KW的剩余来拉货物。
这样大家就能看出来了,发动机功率有180KW,相当于视在功率,但用来拉货的功率只有140KW,这部分为有功功率,而另外的40KW虽然没有拉货物,但是它是为了起到冷冻作用而必须存在的,有了它才能是一辆冷藏车,这部分就是无功功率(要区分功无用功和无功功率)。
功率因数在功率三角形中,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:P=U×Icosφ,其中的φ指的是电压和电流的相位差。
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。
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%,它的满载无功功率约为空载时的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。
设法提高系统自然功率因数提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资,仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率,这是一种最经济的提高功率因数的方法。
(1)合理使用电动机;(2)提高异步电动机的检修质量;(3)采用同步电动机:同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小,而无功功率取决于转子中的励磁电流大小,在欠励状态时,定子绕组向电网"吸取"感性无功,在过励状态时,定子绕组向电网"送出感性"无功。
因此,对于恒速长期运行的大型机构设备可以采用同步电动机作为动力。
异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流,使其呈同步电动机运行,这就是"异步电动机同步化"。
(4)合理选择配变容量,改善配变的运行方式:对负载率比较低的配变,一般采取"撤、换、并、停"等方法,使其负载率提高到最佳值,从而改善电网的自然功率因数。
3无功补偿从发电机和高压输电线供给的无功功率,一般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。
无功补偿通常采用的方法主要有3种:低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。
下面简单介绍这3种补无功功率偿方式的适用范围及使用该种补偿方式的优缺点。