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三相电的有功和无功有什么区别?提高功率因数意义在哪

时间:2019-11-08 20:07 来源:电工之家

功率分为三种:有功功率、无功功率、视在功率。
功率定义
有功功率:用电设备真正消耗的功率。有功功率用P表示,单位:W(瓦)、kw(千瓦)。我们常说“这个灯功率18W”就是指有功功率。
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无功功率:用电设备并没有消耗,只是暂时储存起来的那部分功率。无功功率用Q表示,单位:var(乏)、Kvar(千乏)。
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视在功率:电源提供的总功率。视在功率用S表示,单位:VA(伏安)、KVA(千伏安)。比如说这个变压器1250KVA,这个就是指它的视在功率。
三相电的有功和无功有什么区别?提高功率因数意义在哪
举例说明
假设某个用电设备内不仅有电阻还有电容,那么可以把该用电设备看出电阻和电容的组合体,如图:
三相电的有功和无功有什么区别?提高功率因数意义在哪
设备工作时,设备内的电阻会从电源取一部分电能用于发热,同时设备内的电容也会从电源取一部分电能用于本身充电。
由于电容取用的这部分电能并没有真正用掉,只是暂时以电场的形式把它存在电容里,所以把这部分功率叫做“无功功率”。由于电阻把电能转化成热量,并消耗掉的这一部分功率叫做“有功功率”。整个设备总共需要从电源取用的功率叫“视在功率”。
从理论上讲只要设备内有电感线圈和电容,那么这个设备就会需要无功功率。
注意:无功功率并不是无用的功率,它在电力系统中占有很重要的地位。因为电力系统中有许多设备是根据电磁感应原理工作的,他们必须依靠磁场来传送和转换能量,即这些设备必须要依靠无功功率来正常工作。
它们的计算公式
单相有功功率计算:

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三相有功功率计算:
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单相无功功率计算:
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三相无功功率计算:
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视在功率计算:
三相电的有功和无功有什么区别?提高功率因数意义在哪

其中:P表示有功功率;Q表示无功功率;S表示视在功率,cosΦ表示功率因数。
我们必须需要注意的一点是:视在功率≠有功功率+无功功率。
功率因数
功率因数是指交流电路有功功率与视在功率的比值。即:
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功率因数是电力系统中的一个重要参数,它可以衡量电气设备利用率的高低。功率因数越低说明电源的利用率越低。
功率因数的大小与设备的负荷性质有关。比如白炽灯、电阻炉等阻性负荷,由于它内部不含电感线圈和电容,所以不需要无功功率,那么它们的功率因数为1。而电机等感性负载的功率因数都小于1。
提高功率因数的意义
为了便于理解,先举个简单例子。
供电公司在某地区有一个变压器,假设该变压器的容量(视在功率)为1000KAV。我们来分析一下当功率因素分别为0.5和0.9时的经济效益。
解:根据功率计算公式可知:P=S*cosΦ
当功率因素为0.5时,电源可输出最大有功功率为:P=S*cosΦ=1000KVA*0.5=500KW。
当功率因素为0.9时,电源可输出最大有功功率为:P=S*cosΦ=1000KVA*0.9=900KW。
平时我们用电计费都是指有功功率,所以当功率因素为0.5时,该变压器1个小时可以输出500度电;当功率因素为0.9时,该变压器1个小时可以输出900度电。经济效益整整多80%!!!
当然,提高功率因数的作用远不止可以提升变压器输出能力,还有很多其他优点。比如:
提高设备利用率
降低线路损耗
改善供电质量
得到供电公司奖励
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