有功功率和无功功率
交流电力系统需要两部分能量,一部分电能用于做功被消耗,它们转化为热能、光能、机械能或化学能等,称为有功功率,另一部分能量用来建立磁场,作为交换能量使用,对外部电路并未做功,它们由电能转换为磁场能,再由磁场能转换为电能,周而复始,并未消耗,这部分能量称为无功功率。无功功率并不是无用之功,没有这部分功率,就不能建立感应磁场,电动机、变压器等设备就不能运行。除负荷需要无功外,线路电感、变压器电感等也需要。在电力系统中,无功电源有:同步发电机、同步调相机、电容器、电缆及架空线路电容,静止补偿装置等,而主要无功负荷有:变压器、输电线路、异步电动机、并联电抗器。
设负荷视在功率为S,有功功率为P,无功功率为Q,电压有效值为,电流有效值为I,则功率三角形如图1-3。图中:
P=S·cosj= Icosj
Q= S·sinj= Isinj
S= I
有功功率常用单位为瓦或千瓦,无功功率为乏或千乏,视在功率为伏安或千伏安,相位角j为有功功率与视在功率的夹角,称为力率角或功率因数角,cosj表示有功功率P和视在功率S的比值,称为力率或功率因数。
图1-3 功率三角形
在感性电路中,电流落后于电压,j>0,Q为正值,而在容性电路中,电流超前于电压,j<0,Q为负值。
视在功率S=无功功率Q+有功功率P,电机的电流即视在电流=无功电流+有功电流
负载越大,功率因数越高,反之则越小。
与电机电流大小有关系的主要有功功率有关系,电流越大,功率越大。