在變電站投運這麼令人激動的時刻,大家最喜歡問的便是“功率對不對”、“功率怎麼是負的”、“功率因數什麼意思”,這時您該怎麼回答呢?小電在很久很久以前,大概還是上高中的時候是很會計算這些的,但是究竟為什麼存在有功、無功、功率因數,本期就請一起來探讨這些内容吧。
有功功率
定義
有功功率是将電能轉化為其他形式的能量(機械能、光能、熱能)的電功率,以字母P表示,主要單位有瓦(W)、千瓦(KW)、兆瓦(MW)。大家知道交流電的功率不是一個恒定值,瞬時功率在一個周期内的平均值叫做有功功率,因此有功功率也通常被稱作平均功率。
計算
三相有功功率P=3UpIpcosΦ,電力系統都是A、B、C三相,因此計算時不要忘記乘以3,否則怎麼算都不能跟裝置顯示值對應起來。在這個公式裡(Φ)為電壓和電流的相位差。這個相位差的餘弦值cosΦ(在諧波忽略不計的情況下)就是我們常說的功率因數。
方向
電力系統中讨論有功功率的問題時,多會讨論它的方向性,投運的變電站大家問題最多的也集中在“有功功率方向為什麼有的正、有的負”。一般來說,流出母線有功功率為正,流入母線有功功率為負。舉個通俗一點兒的例子,拿一個大燈泡直接接在 35kV母線上(當然這是違反安規也不符合電力常識的,請勿模仿!),電能量被轉化成了光和熱,這個時候電流的方向是從母線流入燈泡的,此時燈泡在消耗功率,所以有功功率為正。相反,拿一個手搖式發電機接入35kV母線,發電機在給母線設備提供功率,電流流入母線,此時有功功率為負。
無功功率
定義
許多用電設備都是根據電磁感應原理工作的,如配電變壓器、電動機等,他們都是依靠交變的磁場才能進行能量的轉換和傳遞。為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率稱為無功功率,因此所謂的“無功”并不是“無用的功率”,隻不過是他的功率并不轉化成機械能、熱能而已。因此在供電系統中除了需要有功電源外,還需要無功電源,兩者缺一不可。凡是有電磁線圈的電氣設備,要建立磁場,就要消耗無功功率。比如40W的日光燈,除了需要40W的有功功率來發光外,還需要80var左右的無功功率供鎮流器的線圈建立建立交變磁場。
計算
無功功率Q=UIsinφ
有功無功間的聯系
帥哥與美女
小電工沒事兒也刷個微博啥的,看到了一個很好的段子,跟大家分享下。
有個帥哥用一個手推車搬家,把東西都挂在前面,帥哥一邊壓着車把一邊推,累的滿頭大汗;過來一個美女,坐在推車的後面,哈哈,帥哥不用壓着車把了,一下輕了不少。帥哥推得又輕松又惬意...
帥哥使勁壓着車把的力是無功電流,克服摩擦力往前的推力是有功電流,把東西推到目的地是有功。 美女就是無功補償。沒有無功補償,供電系統也能工作,就是累點,耗能厲害;有了美女,男女搭配,幹活不累,效率高,還開心。東西在前面,美女在後面,是容性無功。東西在後面,美女在前面,是感性無功。
視在功率
定義
視在功率S,衡量一個用電設備對上級供電設備的功率需求,也就是說為确保網絡能正常工作,外電路需傳給該設備的能量。它不表示交流電路實際消耗的功率,隻表示電路可能提供的最大功率或電路可能消耗的最大有功功率。
計算
三相視在功率S=3UpIp,此處Up為相電壓,但是視在功率一般采用線電壓計算,此時應為
,此處U為線電壓。
功率因數
定義
電壓跟電流相位差的餘弦值(諧波忽略不計的情況下)叫做功率因數。功率因數的大小與電路的負荷性質有關,白熾燈、電阻爐等電阻負荷的功率因數為1,一般具有電感性負荷(電焊機、空調等)的電路功率因數都小于1。功率因數是電力系統中一個重要的技術數據。他是衡量電氣設備效率高低的一個系數,功率因數低說明用于交變磁場轉換的無功功率大,從而降低了設備利用率,增加了線路供電損失。
計算
功率因數是有功功率和視在功率的比值,即cosΦ=P/S。
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