无功功率

对无功功率的理解。

想要细致理解很简单，把电路中理想电感或电容的电压和电流瞬时值相乘，就能得到电感或电容消耗的功率表达式，把它画出来，你就会发现电感或电容的功率每一个周期循环一次，且每一个周期的功率积分，也就是能量是零，整体上是不消耗电能的。最极端的例子就是谐振回路，电路中只有一个理想电容和电感，给电容一个初始电压，电路中便产生了无功电流，电容的电场能和电感的磁场能循环，两者之和不变。电力系统中的无功补偿就是满足无功功率的循环，电感的磁场能减少，必然需要电容的电场能来承接，而这些最好是在小范围内进行，如果无功电流跑到大系统中，就会被动的产生有功损耗和电压降，对系统运行是不利的。

补充：无功功率虽然不做功，但是会在电力线路中通过线缆流动，无功电流还使线缆发热，所以需要让线缆变粗，出于各个方面考虑，就地补偿（集中补偿）。写无功的坏处。

无功补偿：让无功功率在磁场能和电场能之间来回循环，而不是在系统里来回循环流动。

有功最终归属电能范畴，无功最终归属磁能范畴。有功提供能量，无功建立磁场，再换言之，频率差反馈信号影响原动机输入功率，从而影响机械能转化为电能的多少，并实现出力与负荷的平衡，完成频率调整。有功功率被负荷消耗和网损消耗，实现了能量的最终转化。B=uI/2(pi)r，其中u为真空中磁导率，是基本物理常数，而I就是载流导线中的电流大小，pi是圆周率，r为某点距离导线的距离，从这个公式看出磁的形成过程依赖于该电流的存在，大学物理电磁学里面也假设过环形超导体通入电流就能建立恒定磁场，而建立磁场的电流存在到始终不消耗。为什么电力系统需要无功？假设没有这个磁场，请问发电机怎么切割磁感线做功，将机械能热能转化为电能？在原边与副边没有直接电的联系的情况下，如果没有这个磁场，请问变压器怎么传变电能？我们所用的异步电动机怎么旋转？

想真正明白一个物理概念，只能从物理角度真正去理解，任何比喻，拟人，打比方，假设的解释行为都会引导你步入理解的误区。

补充：励磁电流产生磁场，机械能才能转换为电能再转换为其他形式的能。励磁电流产生磁场，变压器如何变换电能。励磁电流产生磁场，才能让电动机转起来消耗有功功率。大部分情况下，无功功率建立磁场，才能让有功功率能够使用（不准确）；有磁场能的情况下，才能让电能转化为其他形式的能。

有功功率通过电磁场来传递，而电磁场的产生依赖于无功功率的存在。电磁场存在于

通电导线的周边。至此，我阐明了有功功率和无功功率的关系。还有一点小的概念需要补充。**有功功率是指电路从电源吸收功率的大小，其主要是电路中电阻元件耗能的结果；无功功率是电路与电源往复交换功率的幅值，主要是电感、电容的储能和放能的结果。**无功功率并不存在真正的能量损耗，只是能量的交换；有功功率则是实实在在的消耗能量。存在电流和电压的地方就有电磁场。然而，并不是说电压、电流存在于导线中，那么电磁场就被限制在导线中。实际上，电磁场并不存在于导线中。说道这里，便到了重头戏，电能究竟如何通过电磁场传播的，电磁场究竟存在于哪？关于这个问题，坡印亭（Poynting）定律给出了答案。导体仅起着定向引导电磁能流的作用，电源对负载的供能是通过导体外的空间电磁场传输。无功功率Q 是维持时变电磁场（交流电）存在的能量。无功的本质就是建立电磁场的代价，没有场，能量无法传输。

补充：《电力系统分析》中提到，导线有对地电容，这样难道是建立了磁场？电纳还是什么，在导线周围建立磁场，让电能传输。

一、直流回路中的电感

电力系统中用于建立磁场的绕组都可以看作是一个电感线圈，电感有一个重要的特性，即电流不能突变，并且满足：

图1的电路即为发电机转子的电路模型，在励磁过程中，转子绕组从电源吸取了电能，但该部分能量并未被“消耗”掉，而是以“存”在转子绕组中，建立起转子磁场，如果想要的话，这部分能量是可以“还”回去的。也因此，发电机的励磁系统才多了个灭磁的单元，在事故状态下，即使断开励磁回路，转子绕组中依旧存储着能量，要实现快速灭磁，就要快速将这部分能量消耗掉。在灭磁开关里装有灭磁电阻用于消耗绕组中的磁场能，也可以以逆变的形式来释放掉转子中的能量，即将转子绕组中的能量“还给”电源侧。

而转子回路的电阻则产生有功损耗，消耗电能，产生热量。

当增加励磁电流以增强磁场时，转子绕组会跟电源“多借”一部分能量，除此之外，别无贪念。而电阻则会贪婪地消耗更多能量。

接下来看另外一个模型，如图2所示，由电阻R和电感L串联而成的电路中，在t=0时刻，回路中有初始电流I0，让我们来看一下该电流随时间会如何变化。

我们可以把该理想的电感当做一个水池，而水池里的水便是“能量”。要建立一个稳定的磁场便是向这个“水池”注“水”，需要多大的磁场便向“水池”里注入多少“水”，而后切断水源，水池里的水位会维持不变！至于流过线圈的电流则可以视为是水池的水位计，电流的大小反应出了电感线圈中所存储的能量的多少。

然而实际电感回路都会有电阻，这个电阻就相当于是在水池上裂开了一条缝，在水池水位到达目的值之后，如果切断水源，则水会从缝隙不断泄露出去，从而导致水位不断下降。此时要维持水位不变，便需要有水源源不断地补充泄露出去的那部分水量。

所以发电机运行过程中，转子绕组仅由于其本身回路存在电阻而产生有功损耗。而绕组本身的电感特性对于转子励磁回路而言仅相当于一根理想导线而已。当事故状态下需要实现转子励磁回路快速灭磁时，则转子绕组在建立磁场的过程中从电源中“借走”的那部分能量，是需要通过一定的途径“还”回去，或者消耗掉的，这部分能量不会凭空消失。实现释放转子绕组中存储的磁场能便是所谓的“灭磁”。

结论：在直流回路中的电感

（1）没有所谓的无功功率；

（2）从电源侧借走其所需的能量用于建立磁场；

（3）转子“借走”的能量可原封不动地“还回去”，或者消耗掉。

由图中可以看出：

1、电感功率P是两倍工频的正弦量；

2、电感功率P在一个周期内的积分为0，即一个周期内电感消耗的功率为0；

3、电感功率P正负交替变换，即电感是在电源和负载两个角色中来回切换。电感不消耗能量是就长期观察的结果而言，对于某一瞬间来说，电感是吸收能量或者发出能量的，只是在一个周期内电感吸收的能量和发出的能量相等，其总体效果为不消耗能量。

4、电感吸收能量的时间段恰好是其电流大小增加的阶段，而释放能量的时间段则是电流大小减小的阶段。前面说过，电流大小是电感线圈中能量的“指示计”，电流增大对应的是电感中存储能量的增加，故而需要从外界吸取能量；反过来电流减小则是电感中能量的“回流”。

综上所述，无功并不是无用的功，也不是不存在的功，它是实实在在的一部分能量在系统中往返输送。尽管在一个周期内“无功”的做功为0，但对于某一个具体的时刻，它又确实是“有功”。无功的实质作用是建立一个交变的电磁场！

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”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。

无功作为电力系统中的节点电压支撑一样。无功：将电能转化为电磁能，储存在电抗器or电容器中，或者消散在电介质中。

问题是：为什么无功功率可以支撑起节点电压。

有功功率，即电压电流同相位，电能是实实在在被消耗的，有可能用于照明，可能用于

其他，总之是被消耗掉了，不会再回到电网中去。相位相差九十度时，电能实际上是没有被消耗的，而是在电网和原件中交换。这个时刻原件吸收了电网的功率，下个时刻就反馈到电网中，这里就是无功功率。无功功率不是实际消耗的功率，它是在电路中不断在各个原件之间被来回交换的功率。正负不是说一个原件一直发出或者吸收功率，而是一个时刻，这个原件发出无功功率的时候，另一个元件正好在吸收，他们在时间上正好是相反的。感性无功功率，在电路中由电感性元件发出，如线圈等，以磁场能的形式储存、交换；容性无功功率，在电路中由容性元件发出，如电容器，以电场能的形式储存、交换。由此可见，电场能和电磁能是储存无功功率的两种形式。一个电感线圈，在0~1s时间内吸收了电网的无功功率，并以磁能形式储存；在1~2s的时间内将储存的能量反馈给电网，发出了无功功率。理解有无功的精髓，是建立电网电压电流“交变”的概念。

通常从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。

一般家用电能表只算有功功率。？？？

无功功率在系统中不断的循环往复是为了建立磁场传输电能？有磁场能才有电厂能？

如果电流的相位和电场相同，那么就是有用功。这时候电子的跃迁是实过程；

如果电流的相位和电场不同，那么这个功是随时间震荡的。一个周期内，有正有负，积分之后是0。实际上可以理解为电子首先吸收光子，跃迁到一个“虚态”上，然后立马跃迁下来，把能量又还给了电场。这是一个虚过程，又叫做参量过程（parametric process）。

同样的，这个过程也可以从场的角度来解释。电流产生磁场；如果电流和电场相位差pi，那么磁场和电场相位就相同。具体地，如何从物理电磁理论推理到电路中的reactance 之实虚，可以参看jackson的经典电动力学教材。理论的海洋无穷大，务必不断求索啊。

好吧，既然无功，那是否无用？马克思说要辩证的看问题，无功的用处是大大的，是我们看不见的隐蔽战线。电动机的励磁线圈，变压器的线圈都是无功消耗大户，电流这线圈里产生了磁场，没了无功，这些设备如何运转？不但不能消灭无功，我们甚至还要补偿我们用掉的无功。

我们再用向量来解释无功补偿这个问题。交流电包括了电流量和电压量，这二位在出门前速度和方向都是一样的。两个人遇见了电炉子这等纯电阻元件，毫不畏惧，携手走过。后来走着走着遇见了电感这个恶人，电流惧怕电感（右手螺旋法则学过哇，电流通过电感线圈产生了磁力），电压表示毫无压力的通过。此时二人就有了差别，电流比电压落后了，表现就是电流滞后，向量图表示上差了一个φ。好吧，此时二人还是向前走，遇见了电容大侠，电压表示惧怕，电流表示毫无压力（电容是通交流阻直流），此时由于电压被电容绊了一下脚，电流顺利的追赶上了电压的步伐，二者的差别缩小。我们的用电设备中，电感类设备很多！别告诉我你列举不出来，好吧，还是我来列举。比如：每个工厂几乎都有的电动机，它的线圈部分就是纯电感。还有我们常常看见的变压器，甚至是家里的灯管等等。这些用电设备大大的阻碍了电流的步伐，所以大型工厂都要求安装无功补偿设备，其实也就是安装电容，目的是要把电流和电压所差的相位角补回来。

”无功者“。在电机停止转动后这部分隐形能量是会返回的。因为它只是电磁转换，向电网借了点磁，并不消耗。所以需要灭磁

所以说线路上传输的都是有功功率才好呢，就地补偿的意义是不是这个呢？

说它是无功功率，只是因为它对外不做功，才被称为“无功”。所以相对于有功功率为一个衍生概念

无功需求很大，导致电压急剧下降。无功需求越多，电流越大，压降就越大，电压都加到阻抗上了用于建立磁场的电压就小了。因为无功虽然不被消耗，但是它总是在不停的充电放电，这个过程会有额外的电流，这个额外的电流在阻抗上会有额外的压降。无功需求越多，

电流越大，压降就越大，电压都加到阻抗上了用于建立磁场的电压就小了

直流电机到可以没有无功功率，也能做功的。

理想电机没负载的情况下不消耗能量，实际是要消耗的。

https://https://www.360docs.net/doc/5f2577746.html,/question/33309268

https://https://www.360docs.net/doc/5f2577746.html,/question/19770184

https://https://www.360docs.net/doc/5f2577746.html,/question/20576332

https://https://www.360docs.net/doc/5f2577746.html,/question/21048806

工业和实际生活中的负载，阻感负载很多。电炉，变压器，异步电机，荧光灯都是。架空线本身也具有一定电感。这类负载要求电源必须吸收无功功率才能工作。

一方面，与只需要提供有功功率相比，负载对无功功率的需求导致电源与负载之间的电流增加，设备及线路损耗增加。另一方面，无功功率会导致线路压降增加。当无功负载波动较大时，如电机启动或某些大型设备工作，会造成电网电压波动很大，影响供电质量。

所以，由发电机提供无功，并经过长距离传输，给负载所需要的无功功率是不现实的。需要在对无功有要求的负载处，就近提供无功补偿。补偿之后，无功能量只在负载和近处的补偿器之间流动，电网不需要提供这一部分的能量，降低了对电网的容量的要求，也避免了引起线路压降的问题。

无功的产生主要是由于电压相位与电流相位的不重合产生的。那么，以电压为基准，电流就可以分解为与电压相位重合和与电压正交两部分。与电压相位重合的那一部分电流做的功就是有功，与电压正交的那一部分电流那一部分就叫无功。有功是被不可逆转的消耗掉了的，是实实在在的做了功。而无功并没有被消耗掉。无功在电容和电感中反复交换，表现为不停的从电场能转换为磁场能，从磁场能转换为电场能，并没有被消耗掉，也不对外做功，因此称为无功。当然，在实际中，在电场和磁场转换过程中，无功电流也会流过电阻，造成损耗。

很难说一个东西是好的还是坏的。无功也一样。在很多地方需要无功，比如需要励磁的电力设备，如发电机，电动机，变压器等等，如果没有无功，这些设备都是无法工作的。

然而，无功带来最大的问题就是损耗增大和电压降低。当系统无功不足，就会引起电压降低，负荷不变时，电流就变大，那么就增大了损耗。因此，在电力系统中，常常采用无功补偿的方式，补偿无功电流，减小损耗。

1.无功缺额即系统无功不足。对于一个系统，无功是时刻平衡的，即无功的产生量与消耗量相等。因此，无功缺额并不意味着系统消耗的无功大于产生的无功，而是如题目中所说，对系统电压产生影响，即表现为系统电压的降低。

2.电力系统的无功主要消耗在：

(1)变压器及感应电机。二者都需要无功进行励磁。

(2)输电架空线。当架空线传输功率在自然功率以上时，会消耗无功。

因此，若系统中的发电机和无功补偿装置发出的无功不能满足系统中的无功需求，即会产生(相对于系统正常运行时电压水平)的无功缺额。

3.有功/相角和无功/电压的强耦合关系，主要是由于电源和负载间的连接一般是感性元件导致的。例如同步电机的空载电势和端电压，以及电力系统中电源侧电压与负荷侧电压之间，一般都是通过电抗连接。根据电路原理和电力系统分析的相关知识，可以得到以下关系：

即电压幅值的变化与无功密切相关，而电压相角的变化与有功密切相关。

因此可以得到有功/相角以及无功/电压强耦合的关系。

至于有功和频率的对应关系，主要是由于负荷的变化会导致发电机出力的变化，进而导致发电机转子转速的变化。而系统频率与转子转速之间有严格的关系，因此负荷侧的变化也会反应在系统频率上，可以说和负荷与电机两方面都有关。

电力系统的某一时间，负载“消耗”的无功是和发电机“发出”的无功平衡的。一台机多带了无功，其他机组的无功负荷就会下降。当负载无功功率增大时，（发电机发出的无功功率不满足负载无功功率的增量就会产生无功电流，系统中的无功目前来看不是平衡的。），无功电流的增量就会在发电机的电枢反应中起到“去磁作用”，使发电机的感应电势降低，从而造成系统电压下降（严格说是在较低的电压下达到新的平衡），所以可以认为系统电压下降是因为发电机输出的无功功率不足造成的。

原因：因为电力系统中的无功主要是感性成分，感性无功电流形成的磁场在发电机中正好抵销一部分励磁系统产生的的磁场，使发电机气隙中的磁场下降，相应的发电机的端电压就要降低，相反的如果系统中无功供应大于用电设备的无功时（无功过剩），这部分无功的去磁反应消失，气隙磁场增加，发电机端电压上升，也即系统电压上升。

这是一个无功平衡和电压水平的关系。

在电力系统中，系统（电源）的无功与负荷的无功是永远处于平衡状态的。电源无功-电压特性是一条下降的曲线，而负荷（主要取决于异步电动机）的无功-电压特性是一条上升的曲线，两曲线的交点即运行点，对应相应的平衡的无功和电压。当系统无功过剩时，表示电源的无功-电压曲线向上移动，或者负荷的无功-电压曲线向下移动，它们的交点即新的平衡点，显然对应的电压上升；反之则下降。用图形表示最直观，可自己画一下。

由于无功平衡原理的存在，无功虽然不传递能量，但是却会影响电网的电压，这是由电网中的设备性质决定的。如果系统的无功不足，电压就会下降，电压下降以后，负荷吸收的无功减少，发电机发出的无功增加，从而保持无功的平衡。反之，如果系统的无功过剩，电压就会升高，电压升高以后，负荷吸收的无功增加，发电机发出的无功减少，从而保持无功的平衡。也就是说，电网可以依靠电压的变化来自动保持无功平衡。

有功功率：做工的快慢；无功功率：一个周期内电能转变为磁场能或者电场能，然后又把电磁能或者电场能转变为电能送还电源的速率。

无功是能量交换的速率，本身并不产生损耗

当发电机发出电流时，这个电流流过电枢绕组，也会在电枢绕组里产生磁场，这个磁场同样要在电机的铁芯磁路里流通，这就要与原来电机的磁场相互发生作用，我们称为电枢反应，电枢电流产生的磁场称为电枢反应磁场；

电枢反应磁场对主磁场的作用是随着电流的不同性质而不同的，无功电流所产生的电枢反应磁场方向正好与主磁场相同，所以它就加强了主磁场，使总的磁场增强，所以发电机的电压就升高了；

一般负载大多是感性负载，而在电力线路空载或轻载时，感性负荷大大减少，而长距离输电线路的线路电容就显得厉害起来，此电容电流就对发电机产生增磁电枢反应，使发电机电压升高，这时必须接入并联电抗器来吸收此无功功率，从而调整系统电压，有的也会使发电机运行在欠励状态，来调节系统电压。

感性负载只能使系统负荷现象呈感性，并不是消耗感性无功。

在系统呈感性是需要容性无功来抵消感性无功，也就是有多大感性无功就需要多少容性无功来抵消（其实这2个无功是在产生谐振）

线路的电容效应，是线路中的对地电容和相间电容比电感大，所以导致电容消耗的容性无功过多（相当于提供过多的感性无功，还是还要返还回电网，但是电容比电感大，也就是提供了过多的感性无功。过多的能量交换），从而使得电压升高（这句话要这样理解：由于长距离线路输电，导线间和对地会产生电容效应，使得线路末端电源呈容性，这样使电压升高。并不是电容消耗容性无功。而且只有长距离空载线路才会出现末端电压升高。

楼主还要去补充一下电工基础中的电感，电容，串联谐振，并联谐振这部分知识就知道感性无功和容性无功是2个方向相反的向量，他们在电力系统中是在不停的谐振。

只有采用末端电容补偿的方式才能使的这个谐振的电流控制在系统的末端，这样就减少了谐振电流产生的能源损耗。

对了，针对您这个问题，我想问，为何负载（主要是感性负载）过多的时候，系统电压下降，发电机要增发感性无功？

我的回答：增发感性无功不是原因，而是结果。是由于负载过多时，要维持系统电压的问题，那就需要强行励磁来提高系统的电压。而强行励磁的一个后果就是带来了更大的无功电流，当然这个电流是感性无功电流。所以说发电机增发了感性无功。

电容器、发电机等发出感性无功被电机吸收，同时电机发出容性无功，被电容器吸收，符合能量守恒定律。110KV变电站，变压器是消耗感性无功的？，而且110KV和35KV线路产生的容性无功是不足以抵消变压器和线路的感性无功的，所以一般情况下，是在10KV母线侧装设电容器组，用以补充消耗的感性无功。而10KV侧消耗的感性无功，系统可能会适当的补偿一点，一般电力公司会要求用户保证功率因素，言下之意就是要在感性负荷较大的时候装设电容器组用来补充消耗的感性无功。

输送有功功率，就会引起相位差；输送无功功率，就会引起幅值差。

发电机是线圈组成的，无疑是一个感性负载。注意，这里说它是感性负载，而实际上它是电源。

感性和容性通常是对负载而言的，没有说一个电源是感性或容性的。

发电机正常运行规定功率因数必须滞后，也就是电流必须滞后电压，这是“从外向里看”，把它当成电动机一样，属于感性负载。

电源和负载的根本区别在于：电源的电动势大于端电压，电流和电动势方向相同。负载的电动势小于端电压，电流和端电压方向相同。

发电机的电流不是端电压形成的，而是电动势形成的，所以“从里面向外看”，正常运行时电流方向和端电压方向相反！实际上输出电流是超前的，这使发电机等同于一个容性负载！感性负载储存磁场能量时，发电机释放磁场能量，感性负载释放磁场能量时，发电机吸收磁场能量，这就形成了无功功率的平衡。

回到你的问题：感性负载消耗无功，电压超前电流，这是对的。发电机一旦“进相”，就是电动势低于端电压（励磁电流过小），这时发电机也和感性负载一样吸收（消耗）无功功率。这时发电机的电流和端电压方向相同（注意：此时电流已经和正常运行电流反向180度）。所以，“从外面向里看”电流超前于电压。

发电机一旦失去同期（失步），稳定的运行状态就会被破坏，振荡状态下的发电机会在感性和容性之间变化，电流也就在超前和滞后之间振荡。

无功是分为感性无功功率和容性无功功率。一般意义上指发出感性无功功率即为吸收容性无功功率，发出容性无功功率即为吸收感性无功功率。

发电机既可以发感性无功，也可以发容性无功，正常运行中发容性无功，进相运行时吸收容性无功，既发感性无功。用电容做无功补偿时，作为无功源，即发容性无功。

1，有功功率可以用发出或吸收来形容，“发出”的含义为“产生”，“吸收”含义为“消耗，使用”，这个过程实际对应的是能量的流动过程。而无功功率不可以用"发出"和“吸收”来形容，因为有功功率和无功功率对应的物理过程有本质的区别。有功功率简单可以理解为单位时间内从器件流出（或被器件使用（转换）掉）的能量。这是一个能量的单向流动过程，对于电源即可用“发出”，而对于用电气则应当用"吸收"来描述。而无功功率本人觉得应该是这么定义：单位时间内进出一个元件的能量。这是一个能量的来回流动的过程，即在进出这个元件，怎么能用吸收和发出来描述呢？对于能量来说这是一个先吸收，在发出如此循环的过程，怎能用描述单向运动的词来说清？对于无功功率，本人倾向的一种说法是：一个元件具有感性无功性质，或具有容性无功性质。而不说“发出”或者“吸收”。例如我们说一个电感消耗的无功功率具有感性无功性质。当然感性无功是由于电感的电流相位滞后于他两端的电压。容性则是电流提前电压。有了电流相位的提前或者滞后，就有了能量周期性的进出一个元件，也就产生了无功功率。

2，如何理解发电机的功率因数（此处说的是实际状态中的功率因数而不是额定功率因数，因为不论是什么设备，很可能没有工作在额定工作状态）？我们都知道对于用电设备，如电机的功率因数为电流滞后电压的角度的cos值这与电机的工作状态和自身结构有关，并且可以通过cos=P（实际）/UI来测得（电流方向为流入元件为正）。我们先这样把系统分为3个部分（并网时）：发电机，电网，用电设备。并假设电网电压是一个恒定不变的正弦量。所以发电机的功率因数含义不难推理得到：发电机电流滞后于电网电压的角的cos值，应该和发电机结构和运行状态有关（直流励磁电流）。

3，网上大部分资料都说发电机一般工作在迟相运行状态，并且说在这种状态下即发出有功，也发出无功。那我就看看他说的这个发出到底是个什么意思？因为电网上大部分负载

都是感性负载，都具有感性无功的特征，需要容性无功与其抵消。所以这么理解起来应该是作者的原意：大部分负载使用（消耗）容性无功，而发电机发出容性无功。这才符合发电机发，电机用的规律。这么说来电容柜也是提供容性无功的设备。正所谓电感发感性无功，电容发容性无功，然后相互补偿。发电机为什么能发容性无功？to be continue...

关于无功功率的五个认知误区!

关于无功功率的五个认知误区！（1）误区一：无功功率是用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率，最终会在建立和维持过程中损耗掉。《辞海》中对于无功功率的解释：“在具有电感和电容的交流电路中，电感的磁场和电容的电场在一周期的一部分时间内从电源吸收能量，另一部分时间内将能量返回电源。在整个周期内平均功率是零，也就是没有能量消耗，但能量是在电源和电感或电容之间来回交换的，能量交换的最大值叫做无功功率。”这个解释说明，无功功率的物理意义在于交流电源与负载之间的能量交换，无功功率就是交流正弦电路中能量交换的最大值，它表明了交流电源与负载之间能量交换的能力。实际的无功设备在能量交换时一定有能量的损耗（如漏磁、介质损耗等），这部分丢失的损耗不能算入无功，这是因无功作用而产生的有功损耗。同理有些人把设备产生的不是需要的热能等能量损失称为无功是不对的，这是无用功，而不是无功，因其不能转回电能。（2）误区二：无功功率是不消耗能量的无用功率, “无功”乃“无用之功”无功功率决不是无用功率，相反它的用处很大。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。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。

（3）误区三：无功功率仅是交流电源与负载之间的能量交换，不消耗能量，对系统不会有影响。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。无功功率对供、用电也产生一定的不良影响，主要表现在: 1）)降低发电机有功功率的输出。 2）视在功率一定时，增加无功功率就要降低输、变电设备的供电能力。 3）电网内无功功率的流动会造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。 4）系统缺乏无功功率时就会造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。（4）误区四：由于电源的无功无法满足负荷的无功，导致电力系统处于不平衡状态，所以需要无功补偿。首先，在电力系统中，系统（电源）的无功与负荷的无功是永远处于平衡状态的。电源无功-电压特性是一条下降的曲线，而负荷（主要取决于异步电动机）的无功-电压特性是一条上升的曲线，两曲线的交点即运行点，对应相应的平衡的无功和电压。当系统无功过剩时，表示电源的无功-电压曲线向上移动，或者负荷的无功-电压曲线向下移动，它们的交点即新的平衡点，显然对应的电压上升；反之则下降。

电机常用计算公式和说明

电机电流计算：对于交流电三相四线供电而言，线电压是380，相电压是220，线电压是根号3相电压对于电动机而言一个绕组的电压就是相电压，导线的电压是线电压（指A相 B相 C相之间的电压，一个绕组的电流就是相电流，导线的电流是线电流当电机星接时：线电流＝相电流；线电压＝根号3相电压。三个绕组的尾线相连接，电势为零，所以绕组的电压是220伏当电机角接时：线电流＝根号3相电流；线电压＝相电压。绕组是直接接380的，导线的电流是两个绕组电流的矢量之和功率计算公式 p=根号三UI乘功率因数是对的用一个钳式电流表卡在A B C任意一个线上测到都是线电流极对数与扭矩的关系 n=60f/p n: 电机转速 60： 60秒 f: 我国电流采用50Hz p: 电机极对数 1对极对数电机转速：3000转/分；2对极对数电机转速：60×50/2=1500转/分在输出功率不变的情况下，电机的极对数越多，电机的转速就越低，但它的扭矩就越大。所以在选用电机时，考虑负载需要多大的起动扭距。异步电机的转速n=(60f/p)×(1-s)，主要与频率和极数有关。直流电机的转速与极数无关，他的转速主要与电枢的电压、磁通量、及电机的结构有关。n=(电机电压-电枢电流*电枢电阻)/(电机结构常数*磁通)。扭矩公式 T=9550*P输出功率/N转速导线电阻计算公式：铜线的电阻率ρ＝0.0172， R＝ρ×L/S (L＝导线长度，单位：米，S＝导线截面，单位：m㎡) 磁通量的计算公式： B为磁感应强度,S为面积。已知高斯磁场定律为：Φ=BS 磁场强度的计算公式：H = N × I / Le 式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位位A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。磁感应强度计算公式：B = Φ/ (N × Ae)B=F/IL u磁导率 pi=3.14 B=uI/2R 式中：B为磁感应强度，单位为Wb/m^2；Φ为感应磁通（测量值），单位为Wb；N为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为m^2。感应电动势 1)E＝nΔΦ/Δt（普适公式）｛法拉第电磁感应定律，E：感应电动势(V)，n：感应线圈匝数，ΔΦ/Δt:磁通量的变化率｝磁通量变化率=磁通量变化量/时间磁通量变化量=变化后的磁通量-变化前的磁通量 2)E＝BLV垂(切割磁感线运动)｛L:有效长度(m)｝ 3)Em＝nBSω（交流发电机最大的感应电动势）｛Em:感应电动势峰值｝ 4)E＝BL2ω/2（导体一端固定以ω旋转切割）｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝

负荷计算及无功补偿

第三章负荷计算及无功补偿广东省唯美建筑陶瓷有限公司刘建川 3．1 负荷曲线与计算负荷负荷曲线（load curve ）是指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。在直角坐标糸中，纵坐标表示负荷（有功功率和无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位）日负荷曲线年负荷曲线年每日最大负荷曲线年最大负荷和年最大负荷利用小时数 3．1．2 计算负荷计算负荷是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷，其物理量含义是计算负荷所产生的恒定温升等于实际变化负荷所产生的最高温升。通常将以半小时平均负荷依据所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据。 3．2 用电设备额定容量的确定 3．2．1 用电设备的一作方式（1）连续工作方式在规定的环境温度下连续运行，设备任何部份温升不超过最高允许值，负荷比较稳定。（2）短时运行工作制（3）断续工作制用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间与停歇时间相互交替。取一个工作时间内的工作时间与工作周期的百分比值，称为暂载率，即 *100%%100%0 t t T t t ε==+ 暂载率亦称为负荷持续率或接电率。根据国家技术标准规定，重复短暂负荷下电气设备的额定工作周期为10min 。吊车电动机的标准暂载率为15%、25%、40%、60%四种，电焊设备的标准暂载率为50%、65%、75%、100%，其中草药100%为自动焊机的暂载率。 3．2．2 用电设备额定容量的计算（1）长期工作和短时工作制的设备容量等于其铭牌一的额定功率，在实际的计算中，少量的短时工作制负荷可忽略不计。（2）重复短时工作制的设备容量 ○ 1吊车机组用电动机的设备容量统一换算到暂载率为ε=25%时的额定功率，若不等于25%，要进行换算，公式为：2Pe Pn ==Pe 为换算到ε=25%时的电动机的设备容量 εN 为铭牌暂载率

用电企业无功功率补偿的作用、目的和意义

用电企业无功功率补偿的作用、目的和意义电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电力系统中，不但有功功率平衡，无功功率也要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间的关系如图1所示式中 S——视在功率，kVA P——有功功率，kW Q——无功功率，kvar φ角为功率因数角，它的余弦(cosφ)是有功功率与视在功率之比即cosφ＝P/S称作功率因数。由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，用电企业功率因数cosφ越小，则所需的无功功率越大。如果无功功率不是由电容器提供，则必须由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量需增大。这样，不仅增加供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为此，国家供用电规则规定：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装置无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止。还规定用户的功率因数应达到相应的标准，否则供电部门可以拒绝供电。因此，无论对供电部门还是用电部门，对无功功率进行自动补偿以提高功率因数，防止无功倒送，从而节约电能，提高运行质量都具有非常重要的意义。无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。当前，国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小。采用并联电容器进行无功补偿的主要作用： 1、提高功率因数如图2所示图中

电网无功功率计算.docx

电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电力系统中，不但有功功率平衡，无功功率也要平衡。有功功率、无功功率、视在功率之间的关系如图1所示式中 S——视在功率，kVA P——有功功率，kW Q——无功功率，kvar φ角为功率因数角，它的余弦(cosφ)是有功功率与视在功率之比即cosφ＝P/S称作功率因数。由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，用电企业功率因数cosφ越小，则所需的无功功率越大。如果无功功率不是由电容器提供，则必须由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量需增大。这样，不仅增加供电投资、降低设备利用率，也将增加线路损耗。为此，国家供用电规则规定：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装置无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。还规定用户的功率因数应达到相应的标准，否则供电部门可以拒绝供电。因此，无论对供电部门还是用电部门，对无功功率进行自动补偿以提高功率因数，防止无功倒送，从而节约电能，提高运行质量都具有非常重要的意义。无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。当前，国内外广泛采用并联电容器作为无功补偿装置。这种方法安装方便、建设周期短、造价低、运行维护简便、自身损耗小。采用并联电容器进行无功补偿的主要作用： 1、提高功率因数如图2所示图中

P——有功功率 S1——补偿前的视在功率 S2——补偿后的视在功率 Q1——补偿前的无功功率 Q2——补偿后的无功功率 φ1——补偿前的功率因数角 φ2——补偿后的功率因数角由图示可以看出，在有功功率P一定的前提下，无功功率补偿以后(补偿量Qc＝Q1-Q2)，功率因数角由φ1减小到φ2，则cosφ2＞cosφ1提高了功率因数。 2、降低输电线路及变压器的损耗三相电路中，功率损耗ΔP的计算公式为式中 P——有功功率，kW； U——额定电压，kV； R——线路总电阻，Ω。由此可见，当功率因数cosφ提高以后，线路中功率损耗大大下降。由于进行了无功补偿，可使补偿点以前的线路中通过的无功电流减小，从而使线路的供电能力增加，减小损耗。例：某县电力公司某配电所，2005年1月～2月份按实际供售电量情况进行分析。该站1～2月份，有功供电量152.6万kW·h，无功供电量168.42万kvar·h，售电量133.29万kW·h，功率因数0.67，损耗电量19.31万kW·h，线损率12.654%。装设电容器进行无功补偿后，如功率因数由原来的0.67提高到0.95 时， (1)可降低的线路损耗

无功补偿及电能计算

摘要：分析了工矿企业采用无功补偿技术的必要性，介绍了无功补偿方式的确定及补偿容量的计算方法，并论述了加强无功补偿装置管理、提高运行效率应注意的问题。关键词：无功补偿；技术管理；工矿企业 1 前言供电部门在向用电单位（以下简称用户）输送的三相交流功率中，包括有功功率和无功功率两部分。将电能转换成机械能、热能、光能等那一部分功率叫有功功率，用户应按期向供电部门交纳所用有功电度的电费；无功功率为建立磁场而存在并未做功，所以供电部门不能向用户收取无功电度电费，但无功功率在输变电过程中要造成大量线路损耗和电压损失，占用输变电设备的容量，降低了设备利用率。因此，供电部门对输送给用户的无功功率实行限制，制订了功率因数标准，采用经济手段———功率因数调整电费对用户进行考核。用户功率因数低于考核标准，调整电费是正值，用户除了交纳正常电费之外，还要增加支付调整电费（功率因数罚款）；用户功率因数高于考核标准，调整电费是负值，用户可以从正常电费中减去调整电费（功率因数奖励）。用电设备如变压器、交流电动机、荧光灯电感式镇流器等均是电感性负荷，绝大多数用户的自然功率因数低于考核标准，都要采取一些措施进行无功补偿来提高功率因数。安装移相电力电容器是广大用户无功补偿的首选方案。 2 无功补偿的经济意义 2．1 提高输变电设备的利用率有功功率

无功补偿的意义及原理

四、无功补偿的意义及原理人们对有功功率的理解非常容易，而要深刻认识无功功率却并不轻而易举的。在正弦电路中，无功功率的概念是清楚的，而在含有谐波时，至今尚无公认的无功功率定义。但是，对无功功率这一概念的重要性和无功补偿重要性的认识，却是一致的。无功功率应包含对基波无功功率的补偿和对谐波无功功率的补偿。无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的。因此，粗略地说，为了输送有功功率，就要求送电端和受电端有一相位差，这在相当宽的范围内可以实现。而为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。不仅大多网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法应是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是无功补偿。无功补偿的作用主要有以下几点：（1）提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容量，减少功率损耗；（2）稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在长距离输电线路合适的地点设置动态无功补偿装置，还可以改善输系统的稳定性，提高输电能力；（3）在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功补偿可以平衡三相的有功及无功负载。（一）．无功补偿的物理意义无功功率只是描述了能量交换的幅度，而并不消耗功率。图中的单相电路就是这

方面的一个例子，其负载为一阻感负载。电阻消耗有功功率，而电感则在一周期内的一部分时间把从电源吸收的能量储存起来，另一部分时间再把储存的能量向电源和负载释放，并不消耗能量。无功功率的大小表示了电源和负载电感之间交换能量的幅度。电源向负载提供这种功率是阻感负载内在的需要，同时也对电源的输出带来一定的影响。下图是带有阻感负载的三相电路，为了和上图对照，假设u、R、L的参数均和上图相同，且为对称三相电路。这时无功功率的大小当然也表示了电源和负载电感之间能量交换的幅度。无功能量在电源和负载之间来回流动。

无功补偿容量计算

无功补偿容量计算 Prepared on 22 November 2020

一、无功补偿装置介绍现在市场上的无功补偿装置主要分为固定电容器组、分组投切电容器组、有载调压式电容器组、SVC和SVG。下面介绍下各种补偿装置的特点。 1)固定电容器组。其特点是价格便宜，运行方式简单，投切间隔时间长。但它对于补偿变化的无功功率效果不好，因为它只能选择全部无功补偿投入或全部无功补偿切出，从而可能造成从补偿不足直接补偿到过补偿，且投切间隔时间长无法满足对电压稳定的要求。而由于光照强度是不停变化的，利用光伏发电的光伏场发出的电能也跟着光伏能力的变化而不断变化，因此固定电容器组不适应光伏场的要求，不建议光伏项目中的无功补偿选用固定电容器组。 2)分组投切电容器组。分组投切电容器组和固定电容器组的区别主要是将电容器组分为几组，在需要时逐组投入或切出电容器。但它仍然存在投切间隔时间长的问题，且分的组数较少，一般为2～3组（分的组数多了，投资和占地太大），仍有过补偿的可能。因此分组投切电容器组适用于电力系统较坚强、对相应速度要求较低的场所。 3)有载调压式电容器组。有载调压式电容器组和固定电容器组的区别主要是在电容器组前加上了一台有载调压主变。根据公式Q=2πfCU2可知，电容器组产生的无功功率和端电压的平方成正比，故调节电容器组端电压可以调节电容器组产生的无功功率。有载调压式电容器组的投切间隔时间大大缩短，由原来的几分钟缩短为几秒钟。且有载调压主变档位较多，一般为8～10档，每档的补偿无功功率不大，过补偿的可能性较小。因此分组投切电容器组适用于电力系统对光伏场要求一般的场所。

什么是有功功率、无功功率、视在功率、功率三角形及三相电路的功率如何计算

什么是有功功率、无功功率、视在功率及功率三角形？三相电路的功率如何计算？什么是有功功率、无功功率、视在功率及功率三角形？三相电路的功率如何计算? 一、有功功率在交流电路中，凡是消耗在电阻元件上、功率不可逆转换的那部分功率（如转变为热能、光能或机械能）称为有功功率，简称“有功”，用“P”表示，单位是瓦（W）或千瓦（KW）。它反映了交流电源在电阻元件上做功的能力大小，或单位时间内转变为其它能量形式的电能数值。实际上它是交流电在一个周期内瞬时转变为其他能量形式的电能数值。实际上它是交流电在一个周期内瞬时功率的平均值，故又称平均功率。它的大小等于瞬时功率最大值的1/2，就是等于电阻元件两端电压有效值与通过电阻元件中电流有效值的乘积。二、无功功率在交流电路中，凡是具有电感性或电容性的元件，在通过后便会建立起电感线圈的磁场或电容器极板间的电场。因此，在交流电每个周期内的上半部分（瞬时功率为正值）时间内，它们将会从电源吸收能量用建立磁场或电场；而下半部分（瞬时功率为负值）的时间内，其建立的磁场或电场能量又返回电源。因此，在整个周期内这种功率

的平均值等于零。就是说，电源的能量与磁场能量或电场能量在进行着可逆的能量转换，而并不消耗功率。为了反映以上事实并加以表示，将电感或电容元件与交流电源往复交换的功率称之为无功功率。简称“无功”，用“Q”表示。单位是乏（Var）或千乏(KVar)。无功功率是交流电路中由于电抗性元件（指纯电感或纯电容）的存在，而进行可逆性转换的那部分电功率，它表达了交流电源能量与磁场或电场能量交换的最大速率。实际工作中，凡是有线圈和铁芯的感性负载，它们在工作时建立磁场所消耗的功率即为无功功率。如果没有无功功率，电动机和变压器就不能建立工作磁场。三、视在功率交流电源所能提供的总功率，称之为视在功率或表现功率，在数值上是交流电路中电压与电流的乘积。视在功率用S表示。单位为伏安（VA）或千伏安（KVA）。它通常用来表示交流电源设备（如变压器）的容量大小。视在功率即不等于有功功率，又不等于无功功率，但它既包括有功功率，又包括无功功率。能否使视在功率100KVA的变压器输出100KW的有功功率，主要取决于负载的功率因数。四、功率三角形

无功功率

剖析无功功率的物理意义摘要：无功功率是交流电路分析中的重要概念，也是电力系统运行和管理中的重要内容，无功功率的物理意义在于交流电源与负载之间的能量交换，无功功率的大小则表明了能量交换的能力。非线性负荷的无功功率分为频域无功功率和畸变功率，前者包含了各次谐波电压与同频率的谐波电流共同作用所产生的无功功率，后者包含了各次谐波电压与其它不同次谐波电流共同作用所产生的无功功率。关键词：无功功率；能量交换；非线性负荷；频域无功功率；畸变功率中图分类号：TM 714.1 文献标识码：A Analysis of Physical Meaning of Reactive Power Abstract: Reactive power is the important concept of AC electric circuit and it is also the significant content of power system operation and management. The physical meaning of reactive power is the exchange between AC electric source and load, and the magnitude of reactive power shows the capability of energy exchange. Reactive power of non-linear load includes reactive power in frequency domain and distortion power. The former consists of the reactive power caused by harmonic voltages of all orders and harmonic currents of the same frequency. The latter consists of the reactive power caused by harmonic voltages of all orders and harmonic currents of the other orders. Key Words: reactive power; energy exchange; non-linear load; reactive power in frequency domain ; distortion power 1 概述交流电路的功率分为有功功率和无功功率，其中有功功率是指电路实际消耗的功率，其对应的电能将转换为电、磁能量之外的能量如热能等消耗掉，具有十分明显的物理含义；而无功功率作为一种功率的概念，虽然具有功率的量纲，但它终究不是实际作功的功率，其物理含义却不那么明显。正确理解无功功率概念一直是部分电力工程技术人员遇到的一个难点, 他们往往把无功功率看成是不消耗能量的无用功率, 甚至还有人认为“无功”乃“无用之功”，这显然是十分错误的认识。实际上无功功率是电气工程领域内一个必不可少的重要物理量，本文将对无功功率的计算公式和物理意义给出全面的描述。 2 交流正弦电路的功率设交流正弦电路的电压和电流分别为： ()2cos()u t U t ωα=+ （1） ()2cos()i t I t ωβ=+ （2）上式中的α和β分别表示电压和电流的初相角，U 和I 分别表示电压和电流的有效值。电路的瞬时功率p 定义为电压u (t )和电流i (t )的乘积： () () 2cos()2cos() cos [1cos 2()]sin sin 2() p u t i t U t I t UI t UI t ωαωβ?ωα?ωα==+?+=++++ （3）

各种电机电流计算方法

各种电机额定电流的计算 1、电机电流计算：对于交流电三相四线供电而言，线电压是380，相电压是220，线电压是根号3相电压对于电动机而言一个绕组的电压就是相电压，导线的电压是线电压（指A相 B相 C相之间的电压，一个绕组的电流就是相电流，导线的电流是线电流当电机星接时：线电流＝相电流；线电压＝根号3相电压。三个绕组的尾线相连接，电势为零，所以绕组的电压是220伏当电机角接时：线电流＝根号3相电流；线电压＝相电压。绕组是直接接380的，导线的电流是两个绕组电流的矢量之和功率计算公式 p=根号3 UI乘功率因数是对的用一个钳式电流表卡在A B C任意一个线上测到都是线电流三相的计算公式： P＝1.732×U×I×cosφ (功率因数：阻性负载＝1，感性负载≈0.7～0.85之间，P＝功率：W) 单相的计算公式： P＝U×I×cosφ 空开选择应根据负载电流，空开容量比负载电流大20～30%附近。P＝1.732×IU×功率因数×效率（三相的）单相的不乘1.732（根号3）空开的选择一般选总体额定电流的1.2-1.5倍即可。

经验公式为： 380V电压,每千瓦2A, 660V电压,每千瓦1.2A, 3000V电压,4千瓦1A, 6000V电压,8千瓦1A。 3KW以上，电流=2*功率；3KW及以下电流=2.5*功率 2功率因数（用有功电量除以无功电量，求反正切值后再求正弦值）功率因数cosΦ=cosarctg(无功电量/有功电量）视在功率S 有功功率P 无功功率Q 功率因数cosΦ 视在功率S＝（有功功率P的平方＋无功功率Q 的平方）再开平方而功率因数cosΦ＝有功功率P／视在功率S 3、求有功功率、无功功率、功率因数的计算公式，请详细说明下。（变压器为单相变压器）另外无功功率的降低会使有功功率也降低么？反之无功功率的升高也会使有功功率升高么？答：有功功率=I*U*cosφ即额定电压乘额定电流再乘功率因数单位为瓦或千瓦无功功率=I*U*sinφ,单位为乏或千乏. I*U 为容量,单位为伏安或千伏安. 无功功率降低或升高时,有功功率不变.但无功功率降低时,电流要降低,线路损耗降低,反之,线路损耗要升高. 4、什么叫无功功率？为什么叫无功？无功是什么意思？

无功功率计算

第四章电力系统的无功功率平衡和电压调整例4-1 某变电站装设一台双绕组变压器，型号为SFL-31500/110，变比为110±2×2.5%/38.5kV，空载损耗△P0=86 KW，短路损耗△P K=200KW，短路电压百分值U k%=10.5，空载电流百分值I0%=2.7。变电站低压侧所带负荷为S MAX=20+j10MV A，S MIN=10+j7MV A，高压母线电压最大负荷时为102KV，最小负荷时为105KV，低压母线要求逆调压，试选择变压器分接头电压。解计算中略去变压器的励磁支路、功率损耗及电压降落的横分量。变压器的阻抗参数R T=（△P K U N2）/（1000S N2）=（200×1102）/（1000×31.52）=2.44（Ω） X T=（U K%U N2）/（100S N）=（10.5×1102）/（100×31.5）=40.3（Ω）变压器最大、最小负荷下的电压损耗为 △U Tmax= max max 1max 20 2.441040.3 4.43() 102 T T P R Q X KV U +?+? == △U Tmin= min min 1min 10 2.44740.3 2.92() 105 T T P R Q X KV U +?+? == 变压器最大、最小负荷下的分接头电压为 U1tmax=(U1max－△U tmax) 2 2max N U U=(102－4.43) 38.5 35105% ?=102.2(kV) U1tmin=(U1min－△U tmin) 2 2min N U U=(105－2.92) × 38.5 35=112.3(kV) U1t=(102.2+112.3)/2=107.25(kV) 选择与最接近的分接头为110－2.5%即分接头电压为107.25KV。此时，低压母线按所选分接头电压计算的实际电压为 U2tmax=(U1max－△U Tmax) 2 1 N t U U=97.57× 38.5 107.25=35(kV)<35× 105%=36.7(kV) U2tmin=(U1min－△U Tmin) 2 1 N t U U=102.08 × 38.5 107.25=36.6(kV)>35(kV) 可见，所选分接头满足调压要求。例4-2 有一条35kV的供电线路，线路末端负荷为8+j6MV A，线路

电气图中各字母代表含义

电气图中字母代表意思 TA为电流互感器 QA是起动按钮 AAT 电源自动投入装置 AC 交流电 DC 直流电 FU 熔断器 G 发电机 M 电动机 HG 绿灯 HR 红灯 HW 白灯 HP 光字牌 K 继电器 KA(N,Z) 电流继电器(负序,零序) KD 差动继电器 KF 闪光继电器 KH 热继电器 KM 中间继电器 KOF 出口中间继电器 KS 信号继电器 KT 时间继电器 KV(N,Z) 电压继电器(负序,零序) KP 极化继电器 KR 干簧继电器 KI 阻抗继电器 KW(N,Z) 功率方向继电器(负序,零序) L 线路 QF 断路器 QS 隔离开关 T 变压器 TA 电流互感器 TV 电压互感器 W 直流母线 YC 合闸线圈 YT 跳闸线圈 P,Q,S 有功,无功,视在功率 E,U,I, 电动势,电压,电流 SE 实验按钮 SR 复归按钮 f 频率

时间继电器 KT 接触器 KM 中间继电器 KA 断路器QF 热继电器 FR 指示灯 HL 隔离开关 QS 电流互感器TA 电压互感器TV 交流AC 中性线N 保护接地 PE 保护接地和中性线 PEN 差动 D 不接地保护PU 直流DC 接地 E 备用 RES 无噪声接地 TE 中间线 M 电流表 PA 电压表PV 有功电度表 PJ 无功电度表PJR 频率表PF 相位表 PPA 最大需量表(负荷监控仪) PM 功率因数表 PPF 有功功率表 PW 无功功率表 PR 无功电流表 PAR 声信号 HA 光信号 HS 指示灯 HL 红色灯 HR 绿色灯 HG 黄色灯 HY 蓝色灯 HB 白色灯 HW 连接片 XB 插头XP 插座 XS 端子板 XT 电线,电缆,母线 W 直流母线WB 插接式(馈电)母线 WIB

无功补偿计算公式

1、无功补偿需求量计算公式：补偿前：有功功率：P 1= S 1 *COS 1 ? 有功功率：Q 1= S 1 *SIN 1 ? 补偿后：有功功率不变，功率因数提升至COS 2 ?，则补偿后视在功率为：S 2= P 1 /COS 2 ?= S 1 *COS 1 ?/COS 2 ? 补偿后的无功功率为：Q 2= S 2 *SIN 2 ? = S 1 *COS 1 ?*SIN 2 ?/COS 2 ? 补偿前后的无功差值即为补偿容量，则需求的补偿容量为： Q=Q 1- Q 2 = S 1*( SIN 1 ?-COS 1 ?*SIN 2 ?/COS 2 ?) = S 1*COS 1 ?*(1 1 1 2 - ? COS —1 1 2 2 - ? COS ) 其中：S 1-----补偿前视在功率；P 1 -----补偿前有功功率 Q 1-----补偿前无功功率；COS 1 ?-----补偿前功率因数 S 2-----补偿后视在功率；P 2 -----补偿后有功功率 Q 2-----补偿后无功功率；COS 2 ?-----补偿后功率因数

2、据此公式计算，如果需要将功率因数提升至0.9，在30%无功补偿情况下，起始功率因数为： Q=S*COS 1?*(1112-?COS —112 2-?COS ) 其中Q=S*30%，则： 0.3= COS 1?* (111 2-?COS —19.012-) COS 1?=0.749 即：当起始功率因数为0.749时，在补偿量为30%的情况下，可以将功率因数正好提升至0.9。 3、据此公式计算，如果需要将功率因数提升至0.9，在40%无功补偿情况下，起始功率因数为： Q=S*COS 1?*(1112-?COS —112 2-?COS ) 其中Q=S*40%，则： 0.4= COS 1?* (111 2-?COS —19.012-) COS 1?=0.683 即：当起始功率因数为0.683时，在补偿量为40%的情况下，可以将功率因数正好提升至0.9。

有功功率与无功功率计算资料

有功功率与无功功率计算

有功功率和无功功率参数计算在交流电路中，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。有功功率的符号用P表示，单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。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”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。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。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。为了形象地说明这个问题，现举一个例子：农村修水利需要开挖土方运土，运土时用竹筐装满土，挑走的土好比是有功功

率，挑空竹筐就好比是无功功率，竹筐并不是没用，没有竹筐泥土怎么运到堤上呢? 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。无功功率对供、用电产生一定的不良影响，主要表现在： (1)降低发电机有功功率的输出。 (2)降低输、变电设备的供电能力。 (3)造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。 (4)造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。电压电流同相位，电源向负载供电，负载把电能转换成其他能量，叫有功。

无功补偿的意义

第1章绪论 1.1 无功补偿的意义国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高带来了电力负荷的高速增长。尤其是近两、三年来，由于电力负荷增长迅猛，而发电装机容量和输配电能力不足，造成全国近20个省市电力供应紧张，部分省市出现限电拉闸[1]。与此同时，随着电力市场的开放，电力用户对电能质量的要求也在提高；电力生产与供应企业也比以往任何时候都重视电力系统运行的经济性。电力系统运行的经济性和电能质量与无功功率有重大的关系。无功功率是电力系统一种不可缺少的功率。大量的感性负荷和电网中的无功功率损耗，要求系统提供足够的无功功率，否则电网电压将下降，电能质量得不到保证。同时，无功功率的不合理分配，也将造成线损增加，降低电力系统运行的经济性。无功功率从何而来？显然，发电机提供的无功功率相对负荷和网络对无功功率的需求来说只是“杯水车薪”，仅仅依靠发电机提供无功功率也是极不经济的。无功功率最主要的来源是利用各种无功功率补偿（以下简称无功补偿）设备在电力系统的各个环节进行无功补偿。因此，无功补偿是电力系统的重要组成部分，它是保证电能质量和实现电力系统经济运行的基本手段。低压电力用户量大面广，其负荷的功率因数又大都比较低，因此在低压电网中进行无功功率的就地补偿是整个电力系统无功补偿的重要环节。低压电网的无功补偿主要采用并联电容器进行，它包括固定电容器（FC）补偿和自动投切电容器的动态补偿以及两者混合补偿等方式。电力负荷是随时变化的，所需要的无功功率也是随时变化的，为了维持无功平衡，要求无功补偿设备实行动态补偿，即要根据无功负荷的变化及时投切电容器。以往的低压动态无功补偿设备以机械开关（接触器）作为电容器的投切开关，机械开关不仅动作速度慢，而且会产生诸如涌流冲击、过电压、电弧重燃等现象，开关本身和电容器都容易损坏。据调查，我国过去使用的自动投切电容器无功补偿装置在使用3年后损坏率达75％[2]。随着电力电子技术和微机控制技术的迅速发展和广泛应用，出现了智能型的动态无功补偿装置。这种以电力电子器件作为无功器件（电容器、电抗器）的控制或开关器件的动态无功补偿装置被称为静止无功补偿装置（SVC：Static V ar Compensator）。 SVC是动态无功补偿技术的发展方向，它正成为传统无功补偿装置的更新换代产

三相功率计算公式

三相功率计算公式 P＝1.732×U×I×COSφ (功率因数COSφ一般为0.7～0.85之间，取平均值0.78计算) 三相有功功率 P=1.732*U*I*cosφ 三相无功功率 P=1.732*U*I*sinφ 对称负载，φ：相电压与相电流之间的相位差 cosφ为功率因数，纯电阻可以看作是1，电容、电抗可以看作是0 有功功率的计算式：P=√3IUcosΦ (W或kw) 无功功率的公式: Q=√3IUsinΦ (var或kvar) 视在功率的公式：S=√3IU (VA或kVA) ⑴有功功率三相交流电路的功率与单相电路一样，分为有功功率、无功功率和视在功率。不论负载怎样连接，三相有功功率等于各相有功功率之和，即：当三相负载三角形连接时：当对称负载为星形连接时因

UL=根号3*Up，IL= Ip 所以P＝= ULILcosφ 当对称负载为三角形连接时因 UL=Up，IL=根号3*Ip 所以P＝= ULILcosφ 对于三相对称负载，无论负载是星形接法还是三角形接法，三相有功功率的计算公式相同，因此，三相总功率的计算公式如下。 P＝根号3*Ip ULILcosφ ⑵三相无功功率： Q＝根号3*Ip ULILsinφ （3）三相视在功率 S＝根号3*Ip ULIL 对于交流电三相四线供电而言，线电压是380，相电压是220，线电压是根号3相电压对于电动机而言一个绕组的电压就是相电压，导线的电压是线电压（指A相B 相C相之间的电压，一个绕组的电流就是相电流，导线的电流是线电流当电机星接时：线电流＝相电流；线电压＝根号3相电压。三个绕组的尾线相连接，电势为零，所以绕组的电压是220伏当电机角接时：线电流＝根号3相电流；线电压＝相电压。绕组是直接接380的，导线的电流是两个绕组电流的矢量之和功率计算公式p=根号三UI乘功率因数是对的用一个钳式电流表卡在A B C任意一个线上测到都是线电流电流和相电流与钳式电流表测量无关，与电机定子绕组接线方式有关。当电机星接时：线电流＝根3相电流；线电压＝相电压。当电机角接时：线电流＝相电流；线电压＝根3相电压。所以无论接线方式如何，都得乘以根3。电机功率＝电压×电流×根3×功率因数

什么是有功功率和无功功率

2、什么是有功功率，什么是无功功率？有功功率：在交流电路中，电源在一个周期内发出瞬时功率的平均值(或负载电阻所消耗的功率)，称为“有功功率”。无功功率：在具有电感或电容的电路中，在每半个周期内，把电源能量变成磁场(或电场)能量贮存起来，然后，再释放，又把贮存的磁场（或电场）能量再返回给电源，只是进行这种能量的交换，并没有真正消耗能量，我们把这个交换的功率值，称为“无功功率”。无功功率在交流电路中，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。有功功率的符号用P表示，单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。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”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。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。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。为了形象地说明这个问题，现举一个例子：农村修水利需要开挖土方运土，运土时用竹筐装满土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是无功功率，竹筐并不是没用，没有竹筐泥土怎么运到堤上呢? 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。无功功率对供、用电产生一定的不良影响，主要表现在： (1)降低发电机有功功率的输出。 (2)降低输、变电设备的供电能力。 (3)造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。 (4)造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。有功功率是实际消耗的功率。P=UIcosφ 无功功率是与电源交换的功率。Q=UIsinφ 有功功率和输出功率的夹角便是功率因数。由此非常容易得到结论――――无功损耗＝tgф×有功功率 ――――无功损耗＝输出功率×sinф ――――有功功率＝输出功率×cosф

最全的功率计算公式

最全的功率计算公式概述本文列出了上述所有功率计算公式，文中p(t)指瞬时功率。u(t)、i(t)指瞬时电压和瞬时电流。U、I指电压、电流有效值，P指平均功率。 1普遍适用的功率计算公式在电学中，下述瞬时功率计算公式普遍适用

在力学中，下述瞬时功率计算公式普遍适用在电学和力学中，下述平均功率计算公式普遍适用 W为时间T内做的功。在电学中，上述平均功率P也称有功功率，P=W/T作为有功功率计算公式普遍适用。在电学中，公式（3）还可用下述积分方式表示其中，T为周期交流电信号的周期、或直流电的任意一段时间、或非周期交流电的任意一段时间。电学中，公式（3）和（4）的物理意义完全相同。电学中，对于二端元件或二端电路，下述视在功率计算公式普遍适用： 2直流电功率计算公式已知电压、电流时采用上述计算公式。已知电压、电阻时采用上述计算公式。

已知电流、电阻时采用上述计算公式。针对直流电路，下图分别列出了电压、电流、功率、电阻之间相互换算关系。 3正弦交流电功率计算公式正弦交流电无功功率计算公式：正弦交流电有功功率计算公式：正弦电流电路中的有功功率、无功功率、和视在功率三者之间是一个直角三角形的关系：当负载为纯电阻时，下式成立：

此时，直流电功率计算公式同样适用于正弦交流电路。 4非正弦交流电功率计算公式非正弦交流电功率计算公式采用普适公式（3）或（4）对于周期非正弦交流电，将周期交变电压电流进行傅里叶变换，展开为傅里叶级数，有功功率计算公式还可表示为：上式中，当n仅取一个值时，例如：n=1，上式成为基波有功功率计算公式；n=3，上式成为三次谐波有功功率计算公式。在非正弦电路中，有功功率和视在功率的定义不变，然而，此时，电压、电流相位差已经没有明确的物理意义，此时，Q按照下述公式定义：式中，Un、In为n次谐波的有效值，当n=1时，U1、I1称为基波有效值。然而，此时，由于Q与基波及谐波电压、电流的相位角相关，称为位移无功功率。为此，引入畸变无功功率D，畸变无功功率计算公式如下：