什麼是有功功率和無功功率？

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解釋一：

1.無功功率

在交流電路中，由電源供給負載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功率。

有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率，也就是将電能轉換為其他形式能量(機械能、光能、熱能)的電功率。比如：5.5千瓦的電動機就是把5.5千瓦的電能轉換為機械能，帶動水泵抽水或脫粒機脫粒；各種照明設備将電能轉換為光能，供人們生活和工作照明。有功功率的符号用P表示，單位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。

無功功率比較抽象，它是用于電路内電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。它不對外作功，而是轉變為其他形式的能量。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40瓦的日光燈，除需40多瓦有功功率(鎮流器也需消耗一部分有功功率)來發光外，還需80乏左右的無功功率供鎮流器的線圈建立交變磁場用。由于它不對外做功，才被稱之為“無功”。無功功率的符号用Q表示，單位為乏(Var)或千乏(kVar)。

無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉磁場，使轉子轉動，從而帶動機械運動，電動機的轉子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈産生磁場，在二次線圈感應出電壓。因此，沒有無功功率，電動機就不會轉動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。為了形象地說明這個問題，現舉一個例子：農村修水利需要開挖土方運土，運土時用竹筐裝滿土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是無功功率，竹筐并不是沒用，沒有竹筐泥土怎麼運到堤上呢?

在正常情況下，用電設備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。如果電網中的無功功率供不應求，用電設備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那麼，這些用電設備就不能維持在額定情況下工作，用電設備的端電壓就要下降，從而影響用電設備的正常運行。

無功功率對供、用電産生一定的不良影響，主要表現在：

(1)降低發電機有功功率的輸出。

(2)降低輸、變電設備的供電能力。

(3)造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。

(4)造成低功率因數運行和電壓下降，使電氣設備容量得不到充分發揮。

從發電機和高壓輸電線供給的無功功率，遠遠滿足不了負荷的需要，所以在電網中要設置一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設備才能在額定電壓下工作。這就是電網需要裝設無功補償裝置的道理。

2.功率因數

電網中的電力負荷如電動機、變壓器等，屬于既有電阻又有電感的電感性負載。電感性負載的電壓和電流的相量間存在着一個相位差，通常用相位角φ的餘弦cosφ來表示。cosφ稱為功率因數，又叫力率。功率因數是反映電力用戶用電設備合理使用狀況、電能利用程度和用電管理水平的一項重要指标。三相功率因數的計算公式為：

cosφ——功率因數；

P——有功功率，kW；

Q——無功功率,kVar；

S——視在功率,kV。A；

U——用電設備的額定電壓,V；

I——用電設備的運行電流,A。

功率因數分為自然功率因數、瞬時功率因數和加權平均功率因數。

(1)自然功率因數：是指用電設備沒有安裝無功補償設備時的功率因數，或者說用電設備本身所具有的功率因數。自然功率因數的高低主要取決于用電設備的負荷性質，電阻性負荷(白熾燈、電阻爐)的功率因數較高，等于1，而電感性負荷(電動機、電焊機)的功率因數比較低，都小于1。

(2)瞬時功率因數：是指在某一瞬間由功率因數表讀出的功率因數。瞬時功率因數是随着用電設備的類型、負荷的大小和電壓的高低而時刻在變化。

(3)加權平均功率因數：是指在一定時間段内功率因數的平均值，其計算公式為：

提高功率因數的方法有兩種，一種是改善自然功率因數，另一種是安裝人工補償裝置。

解釋二：

1.有功功率

有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率，也就是将電能轉換為其他形式能量 (機械能、光能、熱能)的電功率。有功功率過低導緻線損增加、容量下降、設備使用率下降，從而導緻電能浪費加大。

2.無功功率:

無功功率:電網中的感性負載（如電機，扼流圈，變壓器，感應式加熱器及電焊機等）都會産生不同程度的電滞，即所謂的電感。感性負載具有這樣一種特性 -----即使所加電壓改變方向，感性負載的這種滞後仍能将電流的方向（如正向）保持一段時間。一旦存在了這種電流與電壓之間的相位差，就會産生負功率，并被反饋到電網中。電流電壓再次相位相同時，又需要相同大小的電能在感性負載中建立磁場，這種磁場反向電能就被稱作無功功率。

無功功率比較抽象，它是用于電路内電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。它不對外做功，而是轉變為其他形式的能量。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。

無功功率過高

1）無功功率會導緻電流增大和視在功率增加，導緻系統容量下降；

2）無功功率增加，會使總電流增加，從而使設備和線路的損耗增加；

3）使線路的壓降增大，沖擊性無功負載還會使電壓劇烈波動。

3.功率的計算公式

⑴ 有功功率

三相交流電路的功率與單相電路一樣，分為有功功率、無功功率和視在功率。不論負載怎樣連接，三相有功功率等于各相有功功率之和，即：

當三相負載三角形連接時：

當對稱負載為星形連接時因

UL= Up， IL=Ip

所以 P＝ = ULILcosφ

當對稱負載為三角形連接時因

UL=Up， IL= Ip

所以 P＝ = ULILcosφ

對于三相對稱負載，無論負載是星形接法還是三角形接法，三相有功功率的計算公式相同，因此，三相總功率的計算公式如下。

P＝ ULILcosφ

(2)三相無功功率:Q＝ ULILsinφ3

(3) 三相視在功率:S＝ ULIL

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