功率因数、无功与有功
在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S。
功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，    一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大， 从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。   
功率因数全国没有统一的要求，一般来说在0.85以上，有些地区在0.9以上，甚至0.95都有。
1 功率因数           
1.1 计算：
功率因数低的根本原因是电感性负载的存在。例如，生产中最常见的交流异步电动机在额定负载时的功率因数一般为0.7--0.9,如果在轻载时其功率因数就更低。其它设备如工频炉、电焊变压器以及日光灯等，负载的功率因数也都是较低的。
从功率三角形及其相互关系式中不难看出，在视在功率不变的情况下，功率因数越低（Ф角越大），有功功率就越小，同时无功功率却越大。这种使供电设备的容量不能得到充分利用，例如容量为1000KVA的变压器，如果cosФ=1,即能送出1000KW的有功功率；而在cosФ=0.7时，则只能送出700KW的有功功率。功率因数低不但降低了供电设备的有效输出，而且加大了供电设备及线路中的损耗，因此，必须采取并联电容器等补偿无功功率的措施，以提高功率因数。
功率因数既然表示了总功率中有功功率所占的比例，显然在任何情况下功率因数都不可能大于1。由功率三角形可见，当Ф=0°即交流电路中电压与电流同相位时，有功功率等于视在功率。这时cosФ的值最大，即cosФ=1，当电路中只有纯阻性负载，或电路中感抗与容抗相等时，才会出现这种情况。
感性电路中电流的相位总是滞后于电压，此时0°<Ф<90°，此时称电路中有“滞后”的cosФ；而容性电路中电流的相位总是超前于电压，这时-90°<Ф<0°，称电路中有“超前”的cosФ。
1.2 例子：
无功功率不足的意思应该是指系统的功率因数低，无功补偿不足，对吧，因为无功补偿不足，那些无功功率就得电网提供，电网提供就会造成线路上的电流增大，因为电线有电阻，线路长了，就会在线路上造成压降，电流越大，造成的压降就越大，这样整个电网的电压就会下降。
追问：
还麻烦问问，为什么电网提供无功功率就会使负荷电流增加呢？有功功率和无功功率
1.2.1 回答1：
这样说吧,如果负载侧有无功补偿柜的话,那么负载中感性负载所需的无功电流就由无功补偿柜提供了,反之,如果没有无功补偿柜,那么负载中感性负载所需的无功电流就由电网通过变压器提供,这时候变压器的运行电流就比负载侧有无功补偿柜时的运行电流大啊。
1.2.2 回答2：
无功补偿强调的是就地平衡，不希望出现无功大量穿越的情况，如果无功在系统间流动过多说明有的负荷点无功配置不合理，没有做好就地补偿；
对于电压降产生的原因，除了无功之外，有功也是造成电压低的原因，你现在提供的条件并不能判断电压低是由无功造成的，有功过大也可能是电压低的原因之一；
1.2.3 回答3：
负荷点消耗的无功就地平衡了，就不会对系统增加无功需求，系统中就不会有大量的无功流。本地的无功补偿装置提供的无功功率不足，也就是欠补偿状态，所欠的无功功率由负荷所在地的上一级的装置（比如变电站、发电机）提供。
追问
欠补偿状态为什么会造成电压过低呢？
回答
欠补偿时，大量的无功电流在传输线路流动，一定会产生压降。
2 无功功率
2.1.1 回答1：
电感需要吸收感性的无功功率，无功功率不是无用功！
电感是储能元件，吸收了感性无功后转化成磁场能，电流反向后，储存的磁场能回送电源，所以这部分功率是不被消耗的，而是在电感和电源之间转换。
2.1.2 回答2：
电流通过电感时，当正向，电能转变成磁场能，电流反向时，磁场能又转变成电能；
所以，在交流电通过纯电感时，电能并没有真的减少，而是在电能---磁场能--电能之间不停的转化。
3 有功与频率、无功与电压
发电机由原动机拖动，当外界负载增加，而原动机出力不变时候，转子的速度就会变慢，而频率是和转速有关系的 f=pn/60 从而影响到频率。
无功功率是由励磁电流决定的，调节励磁电流会使电机内部磁场变化，反应在等值电路里就是电势的变化，而电势是和电压有关系的，从而影响到端电压。
调节无功时候就是调节励磁电流，有功不发生变化。调节有功是要调节原动机输出,会使无功发生变化。
4 无功平衡
电网的传输线路有感抗，滞后的无功电流，会在线路上形成压降，而超前的无功电流，会抬高线路电压。
由于无功平衡原理的存在，无功虽然不传递能量，但是却会影响电网的电压，这是由电网中的设备性质决定的。如果系统的无功不足，电压就会下降，电压下降以后，负荷吸收的无功减少，发电机发出的无功增加，从而保持无功的平衡。反之，如果系统的无功过剩，电压就会升高，电压升高以后，负荷吸收的无功增加，发电机发出的无功减少，从而保持无功的平衡。也就是说，电网可以依靠电压的变化来自动保持无功平衡。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。