详解有功、无功、功率因数
素颜男神
2017年11月15日 11:56:00
只看楼主

变电站投运这么令人激动的时刻,大家最喜欢问的便是“功率对不对”、“功率怎么是负的”、“功率因数什么意思”,这时您该怎么回答呢?小电工在很久很久以前,大概还是上高中的时候是很会计算这些的,但是究竟为什么存在有功、无功、功率因数,小电工就不明就里了,本期就请和小电工一起来探讨这些内容吧。有功功率定义:有功功率是将电能转化为其他形式的能量(机械能、光能、热能)的电功率,以字母P表示,主要单位有瓦(W)、千瓦(KW)、兆瓦(MW)。大家知道交流电的功率不是一个恒定值,瞬时功率在一个周期内的平均值叫做有功功率,因此有功功率也通常被称作平均功率。

变电站投运这么令人激动的时刻,大家最喜欢问的便是“功率对不对”、“功率怎么是负的”、“功率因数什么意思”,这时您该怎么回答呢?小电工在很久很久以前,大概还是上高中的时候是很会计算这些的,但是究竟为什么存在有功、无功、功率因数,小电工就不明就里了,本期就请和小电工一起来探讨这些内容吧。
有功功率
定义:

有功功率是将电能转化为其他形式的能量(机械能、光能、热能)的电功率,以字母P表示,主要单位有瓦(W)、千瓦(KW)、兆瓦(MW)。大家知道交流电的功率不是一个恒定值,瞬时功率在一个周期内的平均值叫做有功功率,因此有功功率也通常被称作平均功率。
计算:
三相有功功率P=3UpIpcosΦ,电力系统都是A、B、C三相,因此计算时不要忘记乘以3,否则怎么算都不能跟装置显示值对应起来。在这个公式里(Φ)为电压和电流的相位差。这个相位差的余弦值cosΦ(在谐波忽略不计的情况下)就是我们常说的功率因数。
方向:
电力系统中讨论有功功率的问题时,多会讨论它的方向性,投运的变电站大家问题最多的也集中在“有功功率方向为什么有的正、有的负”。一般来说,流出母线有功功率为正,流入母线有功功率为负。
举个通俗一点儿的例子,拿一个大灯泡直接接在 35kV母线上(当然这是违反安规也不符合电力常识的,请勿模仿!),电能量被转化成了光和热,这个时候电流的方向是从母线流入灯泡的,此时灯泡在消耗功率,所以有功功率为正。相反,拿一个手摇式发电机接入35kV母线,发电机在给母线设备提供功率,电流流入母线,此时有功功率为负。
微信图片_20171115114612.jpg
无功功率
定义:
许多用电设备都是根据电磁感应原理工作的,如配电变压器、电动机等,他们都是依靠交变的磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率,因此所谓的“无功”并不是“无用的功率”,只不过是他的功率并不转化成机械能、热能而已。因此在供电系统中除了需要有功电源外,还需要无功电源,两者缺一不可。
凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。比如40W的日光灯,除了需要40W的有功功率来发光外,还需要80var左右的无功功率供镇流器的线圈建立建立交变磁场。
计算:
无功功率Q=UIsinφ
视在功率
仿!),电能量被转化成了光和热,这个时候电流的方向是从母线流入灯泡的,此时灯泡在消耗功率,所以有功功率为正。相反,拿一个手摇式发电机接入35kV母线,发电机在给母线设备提供功率,电流流入母线,此时有功功率为负。
无功功率
定义:
视在功率S,衡量一个用电设备对上级供电设备的功率需求,也就是说为确保网络能正常工作,外电路需传给该设备的能量。它不表示交流电路实际消耗的功率,只表示电路可能提供的最大功率或电路可能消耗的最大有功功率。
计算:

三相视在功率S=3UpIp,此处Up为相电压,但是视在功率一般采用线电压计算,此时应为
微信图片_20171115114922.jpg,此处U为线电压。
功率因素:
定义:
电压跟电流相位差的余弦值(谐波忽略不计的情况下)叫做功率因数。功率因数的大小与电路的负荷性质有关,白炽灯、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1,一般具有电感性负荷(电焊机、空调等)的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统中一个重要的技术数据。他是衡量电气设备效率高低的一个系数,功率因数低说明用于交变磁场转换的无功功率大,从而降低了设备利用率,增加了线路供电损失。
计算:
功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S。

微信图片_20171115114612.jpg


微信图片_20171115114922.jpg

古月月半
2017年11月16日 14:40:26
2楼
先收藏了,谢谢
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gong1908
2017年11月17日 11:06:11
3楼
不错的知识点,收藏了,谢谢楼主分享。
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星夜梦话
2017年11月22日 12:28:53
4楼

感谢楼主分享
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星夜梦话
2017年11月22日 12:36:14
5楼
增加了线路供电损失。
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beida_energy
2017年11月26日 10:19:19
6楼

三相有功功率的计算不是乘以3,是乘以根三
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vg2xghm
2017年11月26日 12:51:34
7楼
先收藏了,谢谢
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a396673967
2017年11月26日 16:30:10
8楼
非常感谢分享
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风平浪静02
2017年11月26日 18:34:15
9楼
beida_energy 发表于 2017-11-26 10:19 三相有功功率的计算不是乘以3,是乘以根三呵呵,可以改一下你阅读能力极差的臭毛病吗?【计算:三相视在功率S=3UpIp,此处Up为相电压,但是视在功率一般采用线电压计算,此时应为 ,此处U为线电压。】:P:P:P
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beida_energy
2017年11月26日 21:28:02
10楼
风平浪静02 发表于 2017-11-26 18:34 呵呵,可以改一下你阅读能力极差的臭毛病吗?【计算:三相视在功率S=3UpIp,此处Up为相电压,但是视在功率 …傻X,人家自己都跟正了,一般不用相电压计算!你懂个茄子啊?
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风平浪静02
2017年11月27日 08:31:04
11楼
beida_energy 发表于 2017-11-26 21:28 傻X,人家自己都跟正了,一般不用相电压计算!你懂个茄子啊?呵呵,就凭你这种癫狂的精神状态是看不见 【此处Up为相电压】 。你也不知道相电压往往用 Up 表示。是谁告诉你有功功率【一般不用相电压计算!】 计算配电变压器的有功功率难道不用相电压计算啦。哪还要三相三元件计量装置干什么呢?但是,领你急不可耐地斥责楼主的,主要还是其中帖子提到了与你的主观意识相悖的理论,【电力系统中讨论有功功率的问题时,多会讨论它的方向性,投运的变电站大家问题最多的也集中在“有功功率方向为什么有的正、有的负”。一般来说,流出母线有功功率为正,流入母线有功功率为负。】 这是像你这种品性极端恶劣的无赖,惯用的手段罢了。:P:P:P
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