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负载的电功率有功和无功的区别分析

电子设计 2018-12-03 17:00 次阅读

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做“无功”。

负载的电功率有功和无功的区别分析

无功有什么不利之处呢?

比如有一台变压器能够提供100kW功率的电能(当然这种比方有点不合适,但也不影响),有两个单位,甲单位需要80kW的负荷,另乙个单位需要20kW的负荷,一起用挺好的,但是,想不到的事情发生了。

甲单位除了80kW的有功负荷外,还有20kW(实际衡量的单位是kvar)的无功负荷,两个单位加起来的负荷变压器带不了。

负载的电功率有功和无功的区别分析

后来甲单位投入了20kW(实际衡量的单位是kvar)的电容器组,对无功负荷进行了补偿,这台变压器就又可以带两个单位的供电了。

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。

其实说穿了,有功和无功都是功率的表现方式,只是一个在设备上消耗了,一个在来回地拉锯没有消耗。他们的实质性的差别就是相位角度不一样,因此,在测量的原理和结构上没有什么区别,只是抽取电流信号的相位不同而已。

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