电压与无功功率的关系:Q= 1.732UIsinφ。无功功率:单位是乏(Var)或千乏(KVar),用Q表示,U为线电压,I为线电流, φ相电压与相电流的相位差,当三相电路对称时,则各相负载的有功功率相等。

 

将电感或电容元件与交流电源往复交换的功率称之为无功功率。 有功功率反映的是电路消耗的功率,而无功功率反映的是电路储能元件的能量交换情况,它等于能量变换的最大功率。

 

许多用电设备(如配电变压器、电动机等)均是根据电磁感应原理工作的(即电生磁,磁生电),它们电感线圈或电容为建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。

 

无功功率与电压的关系

(图片来源于互联网)

 

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,无功的实质作用是建立一个交变的电磁场;如果没有无功功率,电动机和变压器就不能建立工作磁场。

 

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。

 

如果电路中存在大量的感性负载,感抗有阻碍电流变化的性质,它使电流的相位比电压的相位滞后90°;而容抗却有与其相反的性质。

 

它使电流的相位比电压超前90°电感元件和电容元件都是储能元件,它们与电源之间进行能量互换是工作所需,但对储能元件本身来说,并没有消耗能量,所以我们把它叫做无功。无功功率的判定方法就是流过原件的电压和电流的相角。

 

值得注意的是,如果无用功过大(即UI矢量角过分接近90度),会导致用电器能量利用率底下,所回输到国家电网的杂波会扰乱原有波形,严重的情况下将导致事故,所以通常情况下会对含容或者含感电路进行处理,用电容和电感匹配用电器,使其相对电网来说是一个纯阻性器件。

 

无功功率与电压的关系

(图片来源于互联网)

 

影响无功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。

 

无功功率与电压的关系

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