在电工的日常工作中,你遇到这样的问题吗?我们看到,变压器的容量单位是千伏安(KVar),电动机的功率输出单位是千瓦(KW),电容补偿的功率单位是亏或千伏安(Var),也都是电功率的单位。这三个不同的名字会出现吗?这就涉及到我们今天要讲的问题,无功功率(Var或Var);有功功率(单位:w或kw);视在功率(单位:Va或KVa)与功率因数的内在关系还会涉及到下一篇文章“无功补偿的概念与计算”。
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):很多电气设备都是根据电磁感应原理工作的,比如配电变压器、电动机等。电机需要建立并维持一个旋转磁场,使转子旋转,从而带动机械运动。电机的转子磁场是通过从电源获得无功功率来建立的。变压器还需要无功功率使变压器的初级线圈产生磁场,在次级线圈中感应出电压。所以,没有无功功率,电机就不会转动,变压器就不会变换,交流接触器就不会吸合。发电机可以发出无功功率,电容器可以提供无功功率,这就是无功补偿的由来。
有功功率(P):所谓有功功率,是将电能转化为其他形式的能量,可以直接消耗的一种电力。例如,电机将电能转化为机械能。在不考虑效率的情况下,一台11KW的电机每小时可以将11KWH的电能转化为相同的机械能。100W白炽灯一小时可将0.1KWH的电能转化为光能;同样,1KW的加热器每小时可以将1KWH的电能转化为热能等。有功功率是可以直接转换成其他形式能量的电能。
视在功率(S):某种意义上是有功功率P和无功功率Q之和;对于电源来说,视在功率是有功功率和无功功率的混合。比如变压器提供的功率既包括有功功率,也包括无功功率,所以变压器容量的单位是视在功率,单位是KVa。
二. 有功功率、无功功率、视在功率之间的关系
要说明三者的关系,首先要明白什么是功率因数。
在交流电路中,电压和电流的相位差(φ)的余弦值称为功率因数,用符号COS φ表示。在数值上,功率因数是有功功率与视在功率之比,即COS φ = p/s .
那么从作者可以看出,这三个表相当于直角三角形的三个表,它们的大小满足勾股定理。
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