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交流电源中有功率和无功率有什么区别?

2020-12-24 11:00 行业新闻 已读

  在交流电中,有功率与无功率之间的差距在哪里?无功功率过高会造成什么样子的影响?通过哪些形势表现出来?

交流电源中有功率和无功率有什么区别?

  一、关于无功功率概述

  定义:在电感或电容电路中,每半个周期,电源的能量转换为磁场(或电场),先存储然后释放,又将存储的磁场(或电场)能量返回给电源。它专用于能量交换,实际上并不消耗能量。该交换的功率值称为“无功功率”。

  电网中的感性负载(电动机,扼流圈,变压器,感性加热器,电焊机等)会产生不同程度的电滞现象,即所谓的电感。

  无功功率是相对抽象的,是用来在电气设备中建立和维持磁场的功率。它在外部不起作用,但会转换为其他形式的能量。所有带有电磁线圈的电气设备都消耗无功功率来建立磁场。例如,一个40瓦的荧光灯需要40瓦以上的无功功率才能发光(镇流器也消耗一些无功功率),而镇流器线圈约为80 kW,以建立交变磁场。它还需要无功功率。之所以称为“反应性”,是因为它不做任何外部工作。无功功率符号由Q表示,单位为var或千伏(kVar)。

  感性负载具有这样的特性-----即使施加电压的方向发生变化,感性负载的磁滞也可以在一定时间内保持电流方向(例如正值)。电流和电压之间存在此相位差会产生负功率,并将其反馈到电网中。当电流和电压再次同胚时,需要相同数量的电能才能在感应负载中建立磁场。这种类型的磁场反向电能称为无功功率。

  二、关于有功功率概述

  有功功率:在交流电路中,一个周期中来自电源的平均瞬时功率(或负载电阻器消耗的功率)称为“有功功率”。如果有功功率太低,线路损耗将增加,容量将减少,设备利用率将降低,并且电力浪费将增加。

  有功功率是维持电气设备正常运行所需的功率,即将电能转换为其他形式的能量(机械能,光能,热能)的功率。例如,一台5.5千瓦的电动机将5.5千瓦的电能转换为机械能,并驱动水泵送水或打谷机进行打谷。各种照明设备将电能转换为光能,使人们能够生活和工作。有功功率符号用P表示,单位为瓦(W),千瓦(kW)和兆瓦(MW)。

  三、无功功率过高的缺点:

  1)随着无功功率增加,总电流增加,这会增加设备和线路损耗。

  2)如果线路的压降增加,即使由于令人震惊的无效负载,电压也会迅速波动。

  3)无功功率导致电流增加,功率明显增加,从而导致系统容量下降。

  电网中的感应式电气设备,例如变压器,电动机,电焊机,空调,洗衣机,冰箱,钠灯和荧光灯,不仅会吸收电网的有功功率以进行操作,而且还必须吸收。电力产生磁场,导致电力客户的自然功率系数相对较低。中国已经建立了电力用户用电量必须满足的功率系数标准。

  无功功率不是浪费功率,非常方便。电机必须建立并维持旋转磁场,并旋转转子以驱动机械运动。通过从电源获得无功功率来建立电动机的转子磁场。变压器还需要无功功率,以在变压器的初级线圈中产生磁场并在次级线圈中感应出电压。因此,在没有无功功率的情况下,电动机将不会旋转,变压器也不会变形,并且交流接触器也不会被拉入。为举例说明此问题,下面是一个示例。农村地区的灌溉建设需要挖掘和运输土壤,挖土时,要使用竹篮填充土壤,挑起的土壤似乎是有功功率,返回带着空的竹篮似乎是无功功率,竹筐不是没有用的,但是没有竹筐怎么能把土壤带到路堤上呢?

  通常情况下,电气设备不仅必须从电源获得有功功率,而且还必须断开电源。当电网中的无功功率供应超过需求时,电气设备没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,并且这些电气设备无法在额定条件下运行,并且电气设备的端子电压会下降。这会影响电气设备的正常运行。

  四、无功功率对供电和使用有一定的负面影响,主要有以下几种方式:

  (1)线电压损失增加,功率损失增加。

  (2)导致低功率系数工作和电压降,并且不能充分利用电气设备的容量。

  (3)减少发电机的有功功率输出。

  (4)降低输、变电设备的供电能力。

  发电机和高压输电线路提供的无功功率远远不能满足负载需求,因此,为了补充无功功率,在电网上安装了一些无功功率补偿装置,以保证用户使用无功功率,在确保需求条件下,仅电气设备可以在额定电压下运行。

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