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無功功率和功率因數(shù)

          

          


          

          
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 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，也就是將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；各種照明設備將電能轉換為光能，供人們生活和工作照明。有功功率的符號用P表示，單位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。 
          　　無功功率比較抽象，它是用于電路內電場與磁場的交換，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?yōu)槠渌问降哪芰俊７彩怯须姶啪�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(zhèn)流器也需消耗一部分有功功率)來發(fā)光外，還需80乏左右的無功功率供鎮(zhèn)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”。無功功率的符號用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產(chǎn)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(xiàn)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，沒有竹筐泥土怎么運到堤上呢? 
          　　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(wǎng)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，那么，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、用電產(chǎn)生一定的不良影響，主要表現(xiàn)在： 
          　　(1)降低發(fā)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(shù)運行和電壓下降，使電氣設備容量得不到充分發(fā)揮。 
          　　從發(fā)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(wǎng)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(wǎng)需要裝設無功補償裝置的道理。 
          2功率因數(shù) 
          　　電網(wǎng)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著一個相位差，通常用相位角φ的余弦cosφ來表示。cosφ稱為功率因數(shù)，又叫力率。功率因數(shù)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標。三相功率因數(shù)的計算公式為： 
          式中cosφ——功率因數(shù)； 
          　　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(shù)分為自然功率因數(shù)、瞬時功率因數(shù)和加權平均功率因數(shù)。 
          　　(1)自然功率因數(shù)：是指用電設備沒有安裝無功補償設備時的功率因數(shù)，或者說用電設備本身所具有的功率因數(shù)。自然功率因數(shù)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(shù)較高，等于1，而電感性負荷(電動機、電焊機)的功率因數(shù)比較低，都小于1。 
          　　(2)瞬時功率因數(shù)：是指在某一瞬間由功率因數(shù)表讀出的功率因數(shù)。瞬時功率因數(shù)是隨著用電設備的類型、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(shù)：是指在一定時間段內功率因數(shù)的平均值，其計算公式為： 　　提高功率因數(shù)的方法有兩種，一種是改善自然功率因數(shù)，另一種是安裝人工補償裝置           		

          

          


          

          
出處： 作者：網(wǎng)絡文摘 

          

          

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