什麼是有功功率?什麼是無功功率?
人們對有功功率相對容易理解,因為它能做功、産生熱量、帶動電機旋轉等。例如,當交流電通過純電阻時,電流能使電阻發熱,即電能轉換成熱能,是實實在在能感受得到的能量。但“無功功率”一般則難于理解,它僅存在于交流電中,直流電不存在無功功率的問題。例如,當交流電流通過純電容或純電感負載時并不做功,也就是說純電容或者純電感負載不消耗有功功率,但在它們中流過的電流以及對應電壓就形成了交流功率,這種交流功率即稱為無功功率。理論上講,無功功率是不做工的,當然它不應該産生光和熱,更不能帶動電機的旋轉。
往往我們遇到的負載很少有純感性或純容性的,一般都是混合性負載,這樣電流在通過它們的時候,有部分功率能做功,有部分功率不能做功,不能做功的功率就是無功功率,為了直觀的體現無功功率和有功功率的關系,人們采用功率因數的概念來表述電能的利用率。功率因數越接近1,說明有功功率的占比高,電能的利用率高;反之,功率因數越接近0,說明有功功率的占比低,電能的利用率則低。為了提高電能的利用率,就提出了“無功補償”的概念。
了解了無功功率、有功功率、功率因數的概念,也知道了無功補償的根本目的就是提高電能利用率。接下來我們具體分析下:為什麼要進行無功補償、無功補償的原理是什麼、補償形式有哪些以及補償經濟性的分析等。
為什麼要進行無功補償
無功功率不是無用功率,在交流供電系統中,電感和電容都是必不可少的負載,如電動機、變壓器等鐵磁性負載,如果沒有感性無功的勵磁,設備無法正常工作,比如定距離送電的線路本身,就是容性負載,隻要是送電當中就會相當于電容器在工作。那麼也就是說在交流供電系統中,無功的存在對能量的傳輸和交換有着巨大意義,不可缺少,或者說離開無功功率的交換系統就不能正常工作。
那麼,大量的無功由哪裡來?系統中衆多的無功負載,尤其是感性無功負載,正常來講,這些負載所吸收的無功功率是由發電廠提供的,也就是說發電機在工作時就會向系統釋放有功電能,同時對感性負載提供相應的無功電能。發電機運行時需要保持适當的無功輸出,如果沒有無功輸出就會對發電系統造成破壞性的影響,也就是說保護系統的無功平衡至關重要。
當系統中無功功率需求變大時,如果不在系統人為地安裝無功補償裝置,發電廠要通過調相的方式來加大無功功率輸出,由于發電機的容量是有限的,那麼就勢必要減少有功功率的輸出量,也就是降低發電機的輸出能力,為滿足用電的要求,發電機、供電線路和變壓器的容量需變大,這樣不僅增加供電投資、降低設備利用率,也将增加線路損耗。
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