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。 电压电流不同相位部分，电源与负载之间交换电能，这部分(除线路损耗外)电能不转换(电磁以外的)成其他能量，叫无功。

有功功率

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)。

定义: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\"。

有功功率过低导致线损增加、容量下降、设备使用率下降，从而导致电能浪费加大。

无功功率

电网中的感性负载(如电机，扼流圈，变压器，感应式加热器及电焊机等)都会产生不同程度的电滞，即所谓的电感。

感性负载具有这样一种特性 -----即使所加电压改变方向，感性负载的这种滞后仍能将电流的方向(如正向)保持一段时间。一旦存在了这种电流与电压之间的相位差，就会产生负功率，并被反馈到电网中。电流电压再次相位相同时，又需要相同大小的电能在感性负载中建立磁场，这种磁场反向电能就被称作无功功率。

定义: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)。 无功功率过高的缺点 1)无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致系统容量下降;2)无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加;3)使线路的压降增大，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。 配电网中的电感性电气设备如变压器、电动机、电焊机、空调器、洗衣机、电冰箱、钠灯、日光灯等投入运行后，不仅要从电力网中吸收有功功率用于做功，而且还要吸收无功功率建立磁场，这样就导致电力

客户的自然功率因数一般都比较低。我国对电力客户的用电，规定了必须达到的功率因数标准。 有功可以直接测量;有功与无功混在一起，无法直接区分开来，可以通过功率因数表测量。

视在功率S计算:

S= 有功功率/功率因数(cosφ).

S=?(P平方+Q平方) = Sqrt(有功功率×有功功率+无功功率×无功功率) 其中:S为视在功率 单位是KVA; P为有功功率KW; Q为无功功率 单位是Kva. 无功功率Q计算:(单位:Kva) Q=有功功率P×功率因数(tgφ) Q=?(S平方-P平方)

无功功率是不消耗能量的,只是会增加输电线路的损耗,增大供电负荷 有功功率P计算: (单位:KW) P=视在功率S×功率因数(cosφ)

P=实际电压U×实际电流I×功率因数(cosφ) 功率因数计算:

tgφ=无功功率Q/有功功率P cosφ=有功功率P/视在功率S

(例如当功率因数从0.8提高到0.9，电机出力则提高11.3%;从0.8提高到0.98，电机出力

则提高19.9%;)

对于3相电动机:P,?3UIcosφ所以功率因素从0.8提高到0.9，出力提高0.1UI?3

输入功率=视在功率

输出功率=有功功率-无功功率

电动机效率η=输出功率/输入功率

电动机三相额定电流公式:(以15KW电机为例) I,P/1.732/U/cosφ/η

I,15/1.732/0.38/0.9/0.9?28(A)

断路器容量应为额定电流的1.5倍:1.5×28?42(A) 接触器容量应为额定电流的2倍:60A

热继电器的电流为额定电流的1.3倍:整定电流36A 电线选6平方铜芯电线。 电量计算:(单位;KW/h)

电量=实际测量电压U(千伏)×实际测量电流I×1.732×功率因数(cosφ)×小时。

可以通过以下公式计算所需变压器无功功率补偿容量: tgφ1=?1,cos?φ1/cosφ1

tgφ=?1,cos?φ/cosφ Qk=p(tgφ1,tgφ)(kvar) 式中cosφ1: 补偿前的功率因数 cosφ:你想达到的功率因数 Qk: 所需补偿容量(kvar) p: 线路总功率(KW)

补偿前的功率因数可以用功率因数表测量，或通过用电量进行计算: 功率因数,有功电度,根号 有功电度平方，无功电度平方