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電氣線路中無功功率的計算及無功功率的作用

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  • 發(fā)布時間:2014/8/19 9:44:07
  • 作者:hb_yinhe

  無功功率是指為電氣電路設備中電容、電感等電氣元件運行工作時建立磁場所需的電功率,用Q表示。在電氣線路中,無功功率是不是就是無用功率?無功功率有什么樣的作用以及無功功率是怎樣計算的?

一、無功功率的主要作用

  首先,我需要理解一個概念,無功功率并不是無用功率。只是無功功率不直接轉化為機械能、熱能等能量為外界提供能量,但是作用卻十分重要。無功功率主要用于電氣設備內電場與磁場的能量交換,用于在電氣設備中建立和維護磁場的功率。它不表現(xiàn)對外做功,主要是將電能轉化為磁能,再將磁場轉化為電能,周而復始,期間并無能量損耗。

我們知道,電機運行是靠轉子轉動帶動機械運行的。而轉子轉動所需要旋轉磁場,就是靠無功功率來建立和維護的,有了璇轉的磁場,才能使轉子轉動起來。同樣變壓器也需要無功功率,才能使一次線圈產生磁場,二次線圈感應出電壓,凡是有電磁線圈的電氣設備運行都需要建立磁場,然而建立及維護磁場消耗的能量都來自無功功率,沒有無功功率電機不能轉動、變壓器不能運行、電抗器不能工作、繼電器不會動作,所有設備中的磁場無法建立,電氣設備也就不會運行。因此供電系統(tǒng)中除了對用戶提供有功功率,還要提供無功功率,兩者缺一不可,否則電氣設備將無法運行。

二、無功功率的計算

  1、對于單相單路無功功率的計算:Q=UIsinj
  2、對于對稱三相電路無功功率的計算:
        Q=QA+QB+QC= 3UpIpsinj=√3UlIlsinj
  3、對于非對稱三相電路無功功率的計算:
   各相功率單獨相加

三、無功補償原理

  電氣設備的運行即要從電源取得有功功率,同時還需要取得無功功率。如果電網中的無功功率供不應求,用電設備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場,因此電氣設備就無法維持在額定磁場狀態(tài)下工作,用電設備兩端電壓就會下降,影響到電氣設備的運轉。如果從發(fā)電機和高壓輸電線路來供給設備大量的無功功率,則使功率因數(shù)變得很小,有功功率供給也會遠遠滿足不了負荷的需要。同時還會造成供電質量的下降,所以從發(fā)電機和高壓輸電線路來供給設備的無功功率是不合理的。這就需要在電網增加無 功補償設備來補償無功率,以保證電氣設備的運行,可見在電網中進行無功補償是十分必要的。

  無功補償?shù)幕驹硎前丫哂腥菪怨β实呢摵稍O備與感性功率的負荷的設備并聯(lián)在同一電路中,當感性設備吸收能量時,容性設備就放出能量,能量就在這兩種負荷間轉換,這樣感性負荷所需要的無功 功率可由容性負荷輸出的無功功率來補償。

  無功功率的補償方式主要有以下幾種:低壓個別補償、低壓集中補償、高壓集中補償這三種補償方式各有各的特點,可根據(jù)補償要求及經濟的合理性來進行選擇補償方式。同時電機的空載運行、變壓器的空載運行和低負荷運行及電網中輸送的電壓過高都會消耗過多的無功功率,直接影響到功率因數(shù)。在電氣設備的運行時要盡量避免在上述狀態(tài)下運行。

  無功功率的作用非常重要,無功功率的不足會降低發(fā)電機有功功率的輸出,降低輸、變電設備的供電能力,造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加,造成低功率因素運行和電壓的下降等等影響。無功功率并不是無用功率,在電氣系統(tǒng)與有功功率起著同樣重要的作用。


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