什么是无功功率?什么是视在功率?

在电工日常工作中,大家是否遇到这样的问题,我们见到变压器的容量单位是千伏安(KVar),电动机的输出功率单位是千瓦(KW),而电容补偿的功率单位是乏或千乏(Var),同样是表示电功率的单位,会出现这三种不同的名称呢?这就涉及到我们今天要讲的问题,无功功率(单位Var或Var);有功功率(单位:W或KW);视在功率(单位:Va或KVa)以及功率因数四者之间的内在关系,也会涉及到下一篇文章《无功补偿的概念和计算》。

一.在电网中,由电源供给负载的电功率有两种:一种是有功功率,另一种是无功功率

无功功率(Q):许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的,如配电变压器、电动机等,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。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。发电机可以发出无功功率,电容器可以提供无功功率,也即无功补偿的由来。
有功功率(P):所谓有功功率,即能将电能转化为其他能量形式的一种可以直接消耗掉的电功率,比如电机将电能转化为机械能,在不考虑效率的情况下,11KW的电机每小时能将11KWH的电能转化为同等的机械能;100W的白炽灯1小时能将0.1KWH的电能转化成光能;同样1KW的加热器每小时能将1KWH的电能转化成热能等等,有功功率是能直接转化成其他能量形式的电功率。
视在功率(S):某种意义上来说,是有功功率P和无功功率Q之和;对于电源来说,视在功率是由有功和无功功率混合而成,比如变压器提供的功率既包含有功也包含无功功率,所以变压器的容量单位就是视在功率,单位为千伏安(KVa)。

 


二. 有功功率、无功功率、视在功率之间的关系

想说明三者的关系,我们先要了解什么是功率因数。
在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S.
那么从者就可看出,这三者相当于直角三角形三条表,大小满足勾股定理。

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