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无功功率一定要比有功功率小吗?无功功率前加负号是什么意思?

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发表于 2012-2-17 12:25:29 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 河北保定
无功功率越小越好。视在功率S(电压与电流之积)为斜边,单位是伏安;有功功率P=Scosφ,单位是瓦;无功功率Q=Ssinφ,单位是乏;φ是电流与电压的相位差(夹角),cosφ叫功率因数,S的平方等于P、Q的平方和,正好是一个直角三角形,称功率三角形。实际中,无功功率主要由电感性负载引起,比如电动机、变压器都是电感性,所以提高功率因数的方法就是并联电容器,以减小φ,提高cosφ,实际电路中,能使cosφ接近于1即无功功率最小为最好,可以充分提高供电线路设施的利用率,减少无功损失。cosφ为负表示滞后即感性负载;为正表示超前即容性负载。一般都是滞后,所以都采用电容屏来补偿,俗称补偿电容,目的就是提高功率因数。供电部门对功率因数有考核的,低于某值要罚款、高于某值给奖励。还有专门为电网提供无功的设备。
功率因数为1表示纯电阻性负栽,理论上讲存在,实际电路中cosφ总是不会达到1的,经过补偿短时可达到,由于负载是变化的,所以功率因数表的指示总是变化的。就是在欠补偿或过补偿之间摆动。
特别指出一点只有交流电路才有这个概念,直流电路中感抗为0,容抗无穷大。
在交流电路中,由电源供给负载的电功率有两种;一种是有功功率,一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率,也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。比如:5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能,带动水泵抽水或脱粒机脱粒;各种照明设备将电能转换为光能,供人们生活和工作照明。无功功率比较抽象,它是用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。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40瓦的日光灯,除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外,还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功,才被称之为"无功"。
无功功率决不是无用功率,它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场,使转子转动,从而带动机械运动,电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率,才能使变压器的一次线圈产生磁场,在二次线圈感应出电压。电力设备中磁场的建立,交变电磁场的转换缺了无功,也将无法完成。因此,没有无功功率,电动机就不会转动,变压器也不能变压,交流接触器不会吸合。总之,没有无功,电力设备将运转不了。
举一个简单例子来说明无功的含义,一列火车,从某地将一批煤炭运往另一地点,火车头需牵引火车车厢和这批煤炭,消耗一定的功率,那么,牵引车厢所做的功我们可视为火车头做的无功,拖运煤炭所做的功即认为是火车头消耗的有功。所以无功也是电能中不可分割的必不可少的组成部分。电力系统中若缺乏无功,系统电压就会降低,电压达不到额定值,直接影响电力设备的出力,严重缺无功时会导致系统崩溃。在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,那么,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。无功功率前加负号表示电网中的无功功率呈感性负载。
第一问要分别回答:
对单个的用电负荷来说,答案是不一定。现在还有部分电气设备的功率因数小于0.7,它们的无功功率就比有功功率大。
对电网来说,答案是无功功率一定比有功功率小。

第二问的回答是:无功功率前加负号是表示该无功功率是感性的,电动机、日光灯等用电负荷均为感性负荷,需要电网的容性无功或者加装电容装置来补偿。
Q:-1077.kvar表示1077千乏感性无功。

前面各位对无功功率的回答都很正确。这里需要说明一点,就是在交流电力系统中,无功确实是不可缺少的,但同时需要尽量减小。很明显的道理:电源输出一定的容量(视在功率),无功减少了,可带的有功就增大了。





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