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如何正確理解有功功率與無(wú)功功率

森木磊石 ? 2024-03-20 08:21 ? 次閱讀
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有功功率無(wú)功功率電力系統(tǒng)中常常提到的兩個(gè)概念,它們是電力傳輸過(guò)程中兩種不同的功率形式,在交流系統(tǒng)中有功功率和無(wú)功功率相輔相成完成電能的傳輸變換。

本篇我們將對(duì)兩者之間的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)闡述,幫助大家更好的理解這兩種功率形式,快來(lái)一起學(xué)習(xí)吧。

一、定義闡述有功功率與無(wú)功功率01

有功功率:是指用電設(shè)備用于做功所需的電功率,其產(chǎn)生的電能將通過(guò)用電設(shè)備轉(zhuǎn)換為其他形式能量(機(jī)械能、光能、熱能、化學(xué)能等),有功功率與阻性元件直接相關(guān)。

我們把交流電源一個(gè)周期瞬時(shí)功率的平均值定義為有功功率。有功功率的單位是瓦特(W)/千瓦(kW),常用符號(hào)P表示。

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無(wú)功功率:是指交流電路中電場(chǎng)與磁場(chǎng)交換所需的電功率,主要用于建立和維持電路的電場(chǎng)或磁場(chǎng)。

無(wú)功功率與電路中的感性與容性元件有關(guān),元件周期性的進(jìn)行功率的存儲(chǔ)與回饋并在一個(gè)周期內(nèi)保持平衡,因此無(wú)功功率始終存在但不會(huì)被消耗。

無(wú)功功率的單位是乏(Var)/千乏(kVar),常用符號(hào)Q表示。

視在功率與功率因素02

視在功率是指電路中交流電源所能提供的總功率,一般用符號(hào)S表示,單位為伏安(VA)/千伏安(kVA)。

它通常用來(lái)表示交流電源設(shè)備的容量大小,包括:有功功率與無(wú)功功率兩種分量,S、P、Q之間的關(guān)系如下圖。

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圖中視在功率與有功功率之間的相位角為Φ,相位的余弦cosΦ即為功率因數(shù)(cosΦ=P/S)

功率因數(shù)越大,代表電力的有效利用率越高,為了提高用電設(shè)備的用電效率會(huì)對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行校正(PFC)。

功率因素校正的目的是通過(guò)調(diào)理使得電網(wǎng)電壓和電流同相,通過(guò)減少高次諧波從而提高電網(wǎng)的利用率。

常用的PFC電路有:BoostPFC電路、無(wú)橋PFC電路、雙向開(kāi)關(guān)型無(wú)橋PFC電路以及圖騰柱式無(wú)橋PFC電路。

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有功功率與無(wú)功功率對(duì)電路的影響03

在電力系統(tǒng)中:

①有功功率過(guò)低,會(huì)導(dǎo)致線損增加、容量下降、設(shè)備使用率下降,從而導(dǎo)致電能浪費(fèi)加大;

②無(wú)功功率過(guò)高,會(huì)導(dǎo)致線路電壓損失增大和電能損耗的增加,造成低功率因數(shù)和運(yùn)行電壓下降,使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。

盡管無(wú)功功率過(guò)高會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)一些負(fù)面影響,但它是不可或缺的,它的存在對(duì)能量的傳輸和交換有著重要意義。

電感和電容負(fù)載如果沒(méi)有感性無(wú)功的勵(lì)磁將無(wú)法正常工作。為了保持有功功率與無(wú)功功率的平衡,我們國(guó)家對(duì)設(shè)備的功率因素進(jìn)行了相應(yīng)的規(guī)定。

▍功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)0.90:適用于160千伏安以上的高壓電工業(yè)用戶、裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的高壓供電電力用戶和3200千伏安及以上的高壓供電電力排灌站;

▍功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)0.85:適用于100千伏安(千瓦)及以上的其他工業(yè)用戶,100千伏安(千瓦)及以上的非工業(yè)用戶和100千伏安(千瓦)及以上的電力排灌站;

▍功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)0.80:適用于100千伏安(千瓦)及以上的農(nóng)業(yè)用戶和躉售用戶。但大工業(yè)用戶未劃由電業(yè)直接管理的躉售用戶,功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為0.85。

二、無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功補(bǔ)償原理01

為了維持電力系統(tǒng)中無(wú)功負(fù)載的正常工作需要大量的無(wú)功,這些無(wú)功一般會(huì)從電網(wǎng)中獲取。當(dāng)需求量過(guò)大電網(wǎng)無(wú)法滿足無(wú)功供給時(shí),就需要人為進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。

無(wú)功補(bǔ)償:一般是把容性功率負(fù)荷與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路中,當(dāng)感性無(wú)功負(fù)載吸收能量時(shí)容性負(fù)載釋放能量,而感性負(fù)載釋放能量時(shí)容性負(fù)載吸收能量。

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這樣無(wú)功功率就能實(shí)現(xiàn)就地平衡,以降低線路損失,提高帶載能力,緩解發(fā)電廠的供電壓力。

無(wú)功補(bǔ)償形式02

這里我們?yōu)榇蠹艺砹藢?shí)際應(yīng)用中常用的無(wú)功補(bǔ)償形式,并對(duì)各種無(wú)功補(bǔ)償方式的補(bǔ)償原理、優(yōu)缺點(diǎn)以及適用場(chǎng)景為大家進(jìn)行了簡(jiǎn)單總結(jié)。

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在交流電路中,有功功率與無(wú)功功率一個(gè)負(fù)責(zé)對(duì)外做功,一個(gè)負(fù)責(zé)維持內(nèi)部電磁場(chǎng)建立,兩者各司其職缺一不可,它們的平衡穩(wěn)定輸出是保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。

今天就分享到這里了,相信你也對(duì)有功功率與無(wú)功功率有了更清楚的了解。后續(xù)我們會(huì)繼續(xù)為大家分享更多電力干貨,歡迎感興趣的工程師們一起溝通交流!

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