有功、無(wú)功和視在功率的關(guān)系

1、有功、無(wú)功和視在功率的關(guān)系有功、無(wú)功和視在功率的關(guān)系由于感性、容性或非線性負(fù)荷的存在，導(dǎo)致系統(tǒng)存在無(wú)功功率， 從而導(dǎo)致有功功率不等于視在功率，三者之間關(guān)系如下：SA2=PA2+QA2 ； S為視在功率，P為有功功率，Q為無(wú)功功率。 三者的單位分別為 VA （或kVA），W （或kW），Var （或kVar）。簡(jiǎn)單來(lái)講，在上面的公式中，如果今天的 KVAR的值為零的話， KVA就會(huì)與KW相等，那么供電局發(fā)出來(lái)的1KVA的電就等于用戶 1KW的消耗，此時(shí)成本效益最高，所以功率因數(shù)是供電局非常在意 的一個(gè)系數(shù)。用戶如果沒(méi)有達(dá)到理想的功率因數(shù)，相對(duì)地就是在消耗 供電局的資源，所以這也是為什么功率因數(shù)是

2、一個(gè)法規(guī)的限制。目前就國(guó)內(nèi)而言功率因數(shù)規(guī)定是必須介于電感性的 0.91之間，低于0.9 時(shí)需要接受處罰。好處供電部門為了提高成本效益要求用戶提高功率因數(shù)，那提高功率因數(shù)對(duì)用戶端有什么好處呢？ 通過(guò)改善功率因數(shù)，減少了線路中總電流和供電系統(tǒng)中的電 氣元件，如變壓器、電器設(shè)備、導(dǎo)線等的容量，因此不但減少了投資 費(fèi)用，而且降低了本身電能的損耗。 良好的功因數(shù)值的確保，從而減少供電系統(tǒng)中的電壓損失, 可以使負(fù)載電壓更穩(wěn)定，改善電能的質(zhì)量 可以增加系統(tǒng)的裕度，挖掘出了發(fā)供電設(shè)備的潛力。如果系 統(tǒng)的功率因數(shù)低，那么在既有設(shè)備容量不變的情況下，裝設(shè)電容器后， 可以提高功率因數(shù)，增加負(fù)載的容量。舉例而言，將1

3、000KVA變壓器之功率因數(shù)從0.8提高到0.98時(shí)：補(bǔ)償前：1000 X 0.8=800KW補(bǔ)償后：1000 X 0.98=980KW同樣一臺(tái)1000KVA的變壓器，功率因數(shù)改變后，它就可以多承擔(dān)180KW的負(fù)載。 減少了用戶的電費(fèi)支出；透過(guò)上述各元件損失的減少及功率 因數(shù)提高的電費(fèi)優(yōu)惠。此外，有些電力電子設(shè)備如整流器、變頻器、開(kāi)關(guān)電源等；可飽 和設(shè)備如變壓器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等；電弧設(shè)備及電光源設(shè)備如電弧 爐、日光燈等，這些設(shè)備均是主要的諧波源，運(yùn)行時(shí)將產(chǎn)生大量的諧 波。諧波對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、變壓器、電動(dòng)機(jī)、電容器等所有連接于電網(wǎng)的電 器設(shè)備都有大小不等的危害，主要表現(xiàn)為產(chǎn)生諧波附加損耗，使得設(shè) 備

4、過(guò)載過(guò)熱以及諧波過(guò)電壓加速設(shè)備的絕緣老化等。并聯(lián)到線路上進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜鲗?duì)諧波會(huì)有放大作用，使得 系統(tǒng)電壓及電流的畸變更加嚴(yán)重。另外，諧波電流疊加在電容器的 基 波電流上，會(huì)使電容器的電流有效值增加，造成溫度升高，減少電容 器的使用壽命。諧波電流使變壓器的銅損耗增加，弓I起局部過(guò)熱、振動(dòng)、噪音增 大、繞組附加發(fā)熱等。諧波污染也會(huì)增加電纜等輸電線路的損耗。而且諧波污染對(duì)通訊 質(zhì)量有影響。當(dāng)電流諧波分量較高時(shí)，可能會(huì)引起繼電保護(hù)的過(guò)電壓 保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)的誤動(dòng)作。因此，如果系統(tǒng)量測(cè)出諧波含量過(guò)高時(shí)，除了電容器端需要串聯(lián) 適宜的調(diào)諧（detuned）電抗外，并需針對(duì)負(fù)載特性 專案研討加裝諧波 改

5、善裝置。改善電能為什么說(shuō)提高用戶的功率因數(shù)可以改善電壓質(zhì)量？)/Ue電力系統(tǒng)向用戶供電的電壓，是隨著線路所輸送的有功功率和無(wú) 功功率變化而變化的。當(dāng)線路輸送一定數(shù)量的有功功率時(shí)， 如輸送的 無(wú)功功率越多，線路的電壓損失越大。即送至用戶端的電壓就越低。 如果110KV以下的線路，其電壓損失可近似為：U=（PR+QX其中： U線路的電壓損失，kVUe線路的額定電壓，kVP線路輸送的有功功率，kWQ線路輸送的無(wú)功功率，kVARR線路電阻，歐姆X線路電抗，歐姆由上式可見(jiàn)，當(dāng)用戶功率因數(shù)提高以后，它向電力系統(tǒng)吸取的無(wú) 功功率就要減少，因此電壓損失也要減少，從而改善了用戶的電壓質(zhì) 量。在直流電路里，電壓乘

6、電流就是有功功率。但在 交流電路里，電 壓乘電流是視在功率，而能起到作功的一部分功率 (即有功功率)將 小于視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數(shù)，以COS表示，其實(shí)最簡(jiǎn)單的測(cè)量方式就是測(cè)量電壓與電流之間的 相位差，得 出的結(jié)果就是功率因數(shù)。如何提高(1) 提高自然功率因數(shù)。自然功率因數(shù)是在沒(méi)有任何補(bǔ)償情況下，用電設(shè)備的功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)的方法：合理選擇異步 電機(jī)；避免變壓器空載運(yùn)行；合理安排和調(diào)整工藝流程，改善機(jī)電設(shè) 備的運(yùn)行狀況；在生產(chǎn)工藝允許條件下，采用同步電動(dòng)機(jī)代替異步電 動(dòng)機(jī)。(2) 采用人工補(bǔ)償無(wú)功功率。裝用無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行人工 補(bǔ)償，電力用戶常用的無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)

7、備是電力電容器。提高功率因數(shù)的方法提高功率因數(shù)的途徑主要在于如何減少電力系統(tǒng)中各個(gè)部分所 需的無(wú)功功率，特別是減少負(fù)荷取用的無(wú)功功率，使電力系統(tǒng)在輸送一定的有功功率時(shí)，可降低其中通過(guò) 的無(wú)功電流提高功率因數(shù)的方法很多，但總的來(lái)說(shuō)可以歸結(jié)為兩大類：提高自然功率因數(shù)的方法采用降低各用電設(shè)備所需的無(wú)功功率以改善其功率因數(shù)的措施，稱為提高自然功率因數(shù)的方法主要有：1正確選用異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)與容量。據(jù)有關(guān)資料介紹，我國(guó)中小型異步電動(dòng)機(jī)的用電負(fù)荷約占電網(wǎng)總負(fù)荷的80 %以上，幾個(gè)主要電網(wǎng)中,電動(dòng)機(jī)所耗能占整個(gè)工業(yè)用電量的 60 %68 %左右1因此做 好電動(dòng)機(jī)的降損節(jié)能具有十分重要的經(jīng)濟(jì)意義正確選用異步電

8、動(dòng)機(jī)使其額定容量與所帶負(fù)載相配合，對(duì)于改善功率因數(shù)是十分重要的 在選型方面，要注意選用節(jié)能型，淘汰高能耗的電動(dòng)機(jī)，并依據(jù)電機(jī)機(jī) 械工作對(duì)啟動(dòng)力矩、啟動(dòng)次數(shù)、調(diào)速等方面的具體要求，選用不同的型號(hào)。電動(dòng)機(jī)的效率n與功率因數(shù)cos是反映電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平 的主要指標(biāo)，都與負(fù)載率B有密切關(guān)系1 GB/ T 12497 - 90對(duì)三相異步 電機(jī)三個(gè)運(yùn)行區(qū)域規(guī)定如下：當(dāng)負(fù)載率B在70 %100 %之間時(shí)，為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)；當(dāng)40 %< 70為一般運(yùn)行區(qū)；當(dāng)B < 40 %時(shí)，為非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)；2、根據(jù)負(fù)荷選用相匹配的變壓器。電力變壓器一次側(cè)功率因數(shù) 不但與負(fù)荷的功率因數(shù)有關(guān)，而且與負(fù)荷率有關(guān)若變壓器

9、滿載運(yùn)行，一 次側(cè)功率因數(shù)僅比二次側(cè)降低約 35 %若變壓器輕載運(yùn)行，當(dāng)負(fù)荷 小于0. 6時(shí),一次側(cè)功率因數(shù)就顯著下降，下降達(dá)1118 %所以電 力變壓器的負(fù)荷率在0. 6以上運(yùn)行時(shí)才較經(jīng)濟(jì)，一般應(yīng)在60 %70 %比較合適為了充分利用設(shè)備和提高功率因數(shù)，電力變壓器一般不 宜作輕載運(yùn)行。當(dāng)電力變壓器負(fù)荷率小于 30 %時(shí)，應(yīng)當(dāng)更換成容量較 小的變壓器3、合理安排和調(diào)整工藝流程。合理安排和調(diào)整工藝流程，改善電 機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，限制電焊機(jī)和機(jī)床電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行1例如可 采用空載自動(dòng)延時(shí)斷電裝置流程等4、 異步電動(dòng)機(jī)同步化運(yùn)行。對(duì)于負(fù)荷率不大于 0. 7及最大負(fù)荷 不大于90 %額定功率的繞線式異

10、步電動(dòng)機(jī)，必要時(shí)可使其同步化，即 當(dāng)繞線式異步電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)完畢以后，向轉(zhuǎn)子三相繞組中送入直流勵(lì) 磁，即產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩把異步電動(dòng)機(jī)牽入同步運(yùn)行，其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與同步電動(dòng)機(jī) 相似在過(guò)勵(lì)磁的情況下，電動(dòng)機(jī)可向電網(wǎng)送出無(wú)功功率，從而達(dá)到改善 功率因數(shù)的目的。提高功率因數(shù)的補(bǔ)償方法采用供應(yīng)無(wú)功功率的設(shè)備來(lái)補(bǔ)償用電設(shè)備所需的無(wú)功功率，以提高其功率因數(shù)的措施，稱為提高功率因數(shù)的補(bǔ)償方法。采用補(bǔ)償法來(lái) 提高功率因數(shù)，必須增加新設(shè)備、增加有色與黑色金屬的需用量。此 外,補(bǔ)償設(shè)備本身也有功率損失，所以從整體來(lái)看，應(yīng)首先采用提高用 電設(shè)備自然功率因數(shù)的方法。 但當(dāng)功率因數(shù)還達(dá)不到電力設(shè)計(jì)技 術(shù)規(guī)范所要求的數(shù)值時(shí)，則需采用專門

11、的補(bǔ)償設(shè)備來(lái)提高功率因數(shù)。 應(yīng)用人工補(bǔ)償無(wú)功功率的方法通常有應(yīng)用移相電容器 （即靜電電容 器）、采用同步電動(dòng)機(jī)和采用同步調(diào)相機(jī)三種方法。同步電動(dòng)機(jī)在過(guò)勵(lì)磁方式運(yùn)行（0. 80. 9超前）時(shí)，就向電力系 統(tǒng)輸送無(wú)功功率，提高了工業(yè)企業(yè)的功率因數(shù) 一般在滿足工藝條件 下,采用或不采用同步電動(dòng)機(jī)來(lái)提高企業(yè)的功率因數(shù) ，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì) 比較。通常對(duì)低速、恒速且長(zhǎng)期連續(xù)工作的容量較大的電動(dòng)機(jī)，宜采用同步電動(dòng)機(jī)組，如軋鋼的電動(dòng)機(jī)組、球磨機(jī)、空壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、水 泵等設(shè)備 這些設(shè)備采用同步電動(dòng)機(jī)為 原動(dòng)機(jī)時(shí),其容量一般在250 KW以上，環(huán)境與啟動(dòng)條件均能滿足同步電動(dòng)機(jī)的要求，而且停歇時(shí)間 較少,因此對(duì)改善功

12、率因數(shù)能起很大作用但是同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 并且附有一套啟動(dòng)控制設(shè)備，維護(hù)工作量大，價(jià)格較異步電動(dòng)機(jī)貴，而 且目前高壓移相電容器價(jià)格普遍降低，這就相應(yīng)地提高了“異步電動(dòng) 機(jī)加移相電容器的補(bǔ)償方案”的優(yōu)越性 移相電容器由于具有功率損 耗小、運(yùn)行維修很方便、短路電流小等優(yōu)點(diǎn)而在工業(yè)企業(yè)中被廣泛用 作人工補(bǔ)償裝置。綜上所述，提高功率因數(shù)必然對(duì)國(guó)家的能源利用、 企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益 起到促進(jìn)作用，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)損耗 以及安全運(yùn)行所不可缺少的條件 應(yīng)根據(jù)不同情況采取相應(yīng)措施來(lái)提 高功率因數(shù)，降低無(wú)功損耗，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。功率因素1柴油發(fā)電機(jī)振蕩失步的特征1）定子電流超出正常值，電

13、流表指針將激烈地撞擋。2）定子電壓表的指針將快速擺動(dòng)。3）有功功率表指針在表盤整個(gè)刻度盤上擺動(dòng)。4）轉(zhuǎn)子電流表指針在正常值附近快速擺動(dòng)。5）發(fā)電機(jī)發(fā)出鳴叫聲，且叫聲的變化與儀表指針的擺動(dòng)頻率相 對(duì)應(yīng)。6）其他并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)的儀表也有相應(yīng)的擺動(dòng)2、發(fā)電機(jī)振蕩失步的時(shí)處理方法發(fā)電機(jī)振蕩失去同步時(shí)應(yīng)注意以下幾條：1）要通過(guò)增加勵(lì)磁電流來(lái)產(chǎn)生恢復(fù)同步的條件；2）要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整該機(jī)的負(fù)荷，以幫助恢復(fù)同步；3）當(dāng)整個(gè)電廠與系統(tǒng)失去同步時(shí)，該電廠的所有發(fā)電機(jī)都將發(fā) 生振蕩，除設(shè)法增加每臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流外，在無(wú)法恢復(fù)同步的情況下，為使發(fā)電機(jī)免遭持續(xù)電流的損害，應(yīng)按規(guī)程規(guī)定，在2分鐘后將電廠與系統(tǒng)解列。重要性

14、作為L(zhǎng)ED燈具的功率因數(shù)？功率因數(shù)是LED燈具的一個(gè)重要參 數(shù)，了解什么是功率因數(shù)有利于我們進(jìn)一步了解LED燈具。功率因數(shù)功率因子表征著燈具輸出有功功率的能力。功率是能量的傳輸率 的度量，在直流電路中它是電壓 V和電流A和乘積。在交流系統(tǒng)里 則要復(fù)雜些：即有部分交流電流在負(fù)載里循環(huán)不傳輸電能，它稱為電抗電流或諧波電流，它使視在功率（電壓Volt乘電流Amps）大于實(shí)際 功率。視在功率和實(shí)際功率的不等引出了功率因素，功率因素等于實(shí)際功率與視在功率的比值。所以交流系統(tǒng)里實(shí)際功率等于視在功率乘 以功率因素。 即：功率因素二實(shí)際功率/視在功率。只有電加熱器和 燈泡等線性負(fù)載的功率因素為 1許多設(shè)備的實(shí)

15、際功率與視在功率的 差值很小，可以忽略不計(jì)，而像容性設(shè)備如燈具的這種差值則很大、 很重要。美國(guó)PC Magazine雜志的一項(xiàng)研究表明燈具的典型功率因素 為0.65,即視在功率（VA）比實(shí)際功率（Watts）大50%!視在功率視在功率：即交流電壓和交流電流的乘積。用公式表示為：S=UI。 式中，S是額定輸出功率，單位是VA（伏安）;U是額定輸出電壓，單位 是V，如220V、380V等;I是額定輸出電流，單位是 A。視在功率包 括兩部分：有功功率（P）和無(wú)功功率（Q）。有功功率是指直接做功的部 分。比如使燈發(fā)亮、使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、使電子電路工作等。因?yàn)檫@個(gè)功率 做功后都變成了熱量，可以直接被人們感覺(jué)到

16、，所以有些人就產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)覺(jué)，即把有功功率當(dāng)成了視在功率，孰不知有功功率只是視在功 率的一部分，用式表示：P=Scos 0二Ulcos 0 =L0F中, P是有功功率, 單位是W（瓦）;F=cos被稱為功率因子，而0是在非線性負(fù)載時(shí)電壓電 流不同相時(shí)的相位差。無(wú)功功率是儲(chǔ)藏在電路中但不直接做功的那部 分功率，用式表示：Q=Ssin 0 =UIsin 0。（式為無(wú)功功率，單位是var（乏）。無(wú)功功率對(duì)于燈具和其它一切靠直流電壓工作的電子電路，離開(kāi)無(wú)功功率 是根本無(wú)法工作的。一般用戶都認(rèn)為燈具之類的設(shè)備只需要有功功 率，而不需要無(wú)功功率。既然無(wú)功功率不做功，要它何用！于是他們當(dāng)然就認(rèn)為功率因子為1的燈具最好。因?yàn)樗芙o出最大輸出功率。 然而，實(shí)際情況并非如此。具，當(dāng)交流市電輸入后進(jìn)行整流，就得到脈動(dòng)直流電壓，若不將脈動(dòng) 電壓進(jìn)行任何加工，就直接提供給燈具，毫無(wú)疑問(wèn)，電路根本無(wú)法正 常工作。雖然這時(shí)燈具的功率因子接近于 1,可這又有何用呢。為了 讓燈具電路能正常工作，必須向其