有功功率P、无功功率Q、视在功率S就是直角三角形的三条边:S为斜边,P、Q为两直角边,P、Q就是把S正交分解出来的两个分量;P^2+Q^2=S^2(勾股定理)。功率因数就是P/S,也就是cosθ,θ就是相角,即电压与电流之间的夹角。

 

无功功率、有功功率、视在功率的关系和计算方式

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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。

 

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、有功功率、视在功率的关系和计算方式

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有功功率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。

 

视在功率在电工技术中是指将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积。只有单口网络完全由电阻混联而成时,视在功率才等于平均功率,否则,视在功率总是大于平均功率,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)为单位,而用伏安(VA)或千伏安(kVA)为单位。

 

功率因数(Power Factor)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。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。

 

无功功率、有功功率、视在功率的关系和计算方式

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