有功功率与无功功率计算.doc

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（cos）.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（tg）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（cos）P=实际电压U实际电流I功率因数（cos）功率因数计算：tg=无功功率Q/有功功率Pcos=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：P3UIcos所以功率因素从0.8提高到0.9，出力提高0.1UI3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=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)IP/1.732/U/cos/I15/1.732/0.38/0.9/0.928(A)断路器容量应为额定电流的1.5倍：1.52842(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I1.732功率因数（cos）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：tg1=1cos1/cos1tg=1cos/cosQk=p(tg1tg)(kvar) 式中cos1: 补偿前的功率因数 cos：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