有功功率、無功功率、視在功率概念及計算.doc

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一、有功功率 在交流電路中，凡是消耗在電阻元件上、功率不可逆轉(zhuǎn)換的那部分功率（如轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、光能或機械能）稱為有功功率，簡稱“有功”，用“P”表示，單位是瓦（W）或千瓦（KW）。 它反映了交流電源在電阻元件上做功的能力大小，或單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰啃问降碾娔軘?shù)值。實際上它是交流電在一個周期內(nèi)瞬時轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰啃问降碾娔軘?shù)值。實際上它是交流電在一個周期內(nèi)瞬時功率的平均值，故又稱平均功率。它的大小等于瞬時功率最大值的1/2，就是等于電阻元件兩端電壓有效值與通過電阻元件中電流有效值的乘積。 二、無功功率 在交流電路中，凡是具有電感性或電容性的元件，在通過后便會建立起電感線圈的磁場或電容器極板間的電場。因此，在交流電每個周期內(nèi)的上半部分（瞬時功率為正值）時間內(nèi)，它們將會從電源吸收能量用建立磁場或電場；而下半部分（瞬時功率為負值）的時間內(nèi)，其建立的磁場或電場能量又返回電源。因此，在整個周期內(nèi)這種功率的平均值等于零。就是說，電源的能量與磁場能量或電場能量在進行著可逆的能量轉(zhuǎn)換，而并不消耗功率。 為了反映以上事實并加以表示，將電感或電容元件與交流電源往復交換的功率稱之為無功功率，簡稱“無功”，用“Q”表示。單位是乏（Var）或千乏(KVar)。 無功功率是交流電路中由于電抗性元件（指純電感或純電容）的存在，而進行可逆性轉(zhuǎn)換的那部分電功率，它表達了交流電源能量與磁場或電場能量交換的最大速率。 實際工作中，凡是有線圈和鐵芯的感性負載，它們在工作時建立磁場所消耗的功率即為無功功率。如果沒有無功功率，電動機和變壓器就不能建立工作磁場。 三、視在功率 交流電源所能提供的總功率，稱之為視在功率或表現(xiàn)功率，在數(shù)值上是交流電路中電壓與電流的乘積。視在功率用S表示。單位為伏安（VA）或千伏安（KVA）。它通常用來表示交流電源設備（如變壓器）的容量大小。 視在功率即不等于有功功率，又不等于無功功率，但它既包括有功功率，又包括無功功率。能否使視在功率100KVA的變壓器輸出100KW的有功功率，主要取決于負載的功率因數(shù)。 四、功率三角形 視在功率（S）、有功功率（P）及無功功率（Q）之間的關(guān)系，可以用功率三角形來表示，如下圖所示。它是一個直角三角形，兩直角邊分別為Q與P，斜邊為S。S與P之間的夾角Ф為功率因數(shù)角，它反映了該交流電路中電壓與電流之間的相位差（角）。 S=(KVA)全功率（視在功率） P=(KW)有功功率 Q=(Kva)無功功率 各種功率之間有如下關(guān)系式： 五、三相交流電路中的功率計算 對于三相對稱負載來說，不論是Y形接法還是△形接法，其功率的計算均可按下式進行： 如果三相電路的負載不對稱，則上述公式不能使用，這時必須用三個單相電路功率相加的方法計算三相總功率。 功率因數(shù)表的正確接線 圖1所示為三相功率因數(shù)表表后接線柱情況及接線方法示意。三個電壓接線柱分別標有UA、UB、UC、兩個電流接線柱務標有IA，意思是功率因數(shù)表所取電流應與左邊電壓接線柱所接電壓同相。并且與負荷電流同方向的電流互感器二次電流應以標有*號的接線柱流入，從另一個接線柱流出。左邊電壓接線柱也標有*號，也是說明此電壓應與電流同相。下面通過一個實例來具體介紹一下功率因數(shù)表的正確接線方法。 圖2是一個低壓母線示意簡圖。準備在電容柜上安裝一只三相功率因數(shù)表，由于安裝位置有限，為功率因數(shù)表取電流的電流互感器安裝在中相。 由于電流互感器安裝在中相（綠相），則電壓接線柱左邊那個應接綠色相電壓。然后以綠色相為UA，用相序表測定黃、綠、紅三相電壓的相序，結(jié)果是綠一黃一紅為正相序。圖2中括號所標的UA、UB、UC即為相序表測定的結(jié)果．則在中間的電壓接線柱應接黃相電壓．右邊的電壓接線應接紅色相電壓。電壓線接好后， 再看電流線怎樣連接。由于電流直感器的極性標注法是減極性的，即一次電流從L1端流人互感器，則互感器的二次電流從K1端流出，所以就應把電流互感器的K1端與功率因數(shù)表的標有*號的電流接線往相連，K2端與另一電流接線柱相連。這樣就相當于負荷電流流入了標有*號的電流接線柱（如圖2中箭頭方向所示）。 雖然功率因數(shù)表裝在電容柜上，但它反映的是低壓總母線上的功率因數(shù)，故電流互感器應安裝在總母線上。