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如何理解有功功率与无功功率?

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发表于 前天 10:50 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
从用电负荷的角度看用电设备的功率分为有功功率、无功功率和视在功率。
有功功率就是电气设备实际做功的功率,也就是有用的功率,比如电动机带动水泵旋转,电动机轴输出给水泵旋转的功率就是电动机的有功功率,它的单位为kW(千瓦),物理符号为P。
无功功率是电气设备自身消耗的功率,这种电气设备是由电感形成的,一般是指这种电气设备的组成中主要以线圈的形式出现,如:电动机,变压器等;电动机的转动是由于电在线圈中形成磁场,磁场的交替变换,使得电动机转动,这个过程中要消耗的就是无功功率,它的单位为kvar(千乏),物理符合为Q。
视在功率就是由有功功率和无功功率组成的,它的单位为kVA(千伏安),物理符号为S。
S的平方=P的平方+Q的平方;
P=S×cosφ;(cosφ功率因数)
Q=S×sinφ;(sinφ功率因数角的正弦值)
电力系统中无功电源和无功负荷及无功损耗需要平衡,一般情况下是无功电源大于无功负荷及无功损耗。
第一,无功电源:电力系统中的无功电源有发电机、同步调相机、静电电容器和静止无功补偿器。
发电机是最基本的无功功率电源,它不但可以输出有功功率,而且还可以输出无功功率,通过调节发电机励磁电流的大小可以改变发电机输出的无功功率,增加励磁电流可以加大无功功率的输出,降低励磁电流可以减少无功功率的输出。
同步调相机就是不带机械负荷,空载运行的同步电动机。它有过激和欠激两种运行方式:过激运行时,向系统提供无功功率,是无功电源,这是一种通常的运行状态;欠激运行时,从系统吸收无功功率,是无功负荷,这是在系统负荷较轻,无功功率过剩,电压过高时的特殊运行状态。
静电电容器一般并联在变电所母线上,给电力系统提供无功功率,广泛应用于改善负荷的功率因数,是电力系统中一种重要的无功功率电源。
静止无功补偿器是20世纪70年代后期出现的一种新型的无功功率调节装置。由可控电抗器和电容器并联组成,它不仅能在稳态运行时调节无功功率,保证系统电压的稳定,而且由于其反应的快速性,对冲击负荷也有较强的适应性,故能满足动态无功功率补偿的要求。与同步调相机相比,它调节速度较快,运行维护简单,功率损失较小。
第二,无功负荷:电力系统中的无功负荷是一个综合负荷,异步电动机在综合负荷中占了很大的份额,所以通常用异步电动机的无功负荷来说明电力系统的无功功率。异步电动机所消耗的无功功率由两部分组成:一部分是励磁电抗吸收的无功功率,用来建立工作磁场;另一部分是定子的漏电抗所消耗的无功功率。
第三,无功损耗:无功损耗是指电力系统中的输电线路的无功损耗和变压器的无功损耗两部分。
综上我们可以看出无功功率的大致情况,在建筑电气的设计中,我们主要接触的是无功负荷的补偿问题,也就是用静止无功补偿器或静电电容器改善变电所母线的功率因数,使的母线电压在要求的范围内。
以下是ABB的无功功率补偿选型手册:
如何理解有功功率与无功功率?

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