浅析无功功率内容的讲解
浅析无功功率内容的讲解
摘 要 正确理解无功功率概念、无功功率存在的意义及无功功率补偿问题一直是我们中职院校学生初学《电工基础》时遇到的一个难点。他们往往把无功功率看成是不消耗能量的无用功率，且不能理解其存在的意义和产生无功功率原因、为何要进行无功功率的补偿提高功率因数。而在教材中，也只是在正弦交流电路的功率这一章节，涉及到了“无功功率”的概念，可是书中只是简单介绍一下。但在实际生产中好多技术改造都是围绕减少无功功率损耗进行的技术改革，因此本文以中职学校教学为出发点进行阐述，以达到更佳的教学效果。
关键词 无功功率 电容 电感元件 交流电路 功率补偿
  一、无功功率概念
我们知道，在我们中职学校《电工基础》教材中，已经介绍了电路的基本元件有三种：电阻、电感、电容。当交流电通过这三种元件时，电阻元件由于电流与电压相同，所以瞬时功率在任一瞬间的数值都为正值。说明电阻始终在消耗电能，因此，电阻元件是一种耗能元件，我们把它消耗的功率叫有功功率，用大写字母P表示。交流电流通过纯电感元件的电路
中，电压超前电流90€埃煌ü康缛莸缏肥钡缌鞒暗缪？0€埃绺械拇懦『偷缛莸牡绯≡诮涣鞯绫浠恢芷诘囊徊糠质奔淠谝徊糠执拥缭次展β剩硪徊糠钟质头殴β省有功功率和无功功率T谝桓鲋芷谀诠β实钠骄滴恪K侵挥氲缏方换荒芰浚陨聿⒉幌牡缒埽虼怂鞘歉龃⒛茉N颐俏撕饬看⒛茉偷缏方换荒芰康墓婺#胛薰β实母拍睢N薰β矢拍钪皇俏颐俏饲鹩泄β矢拍疃摹R虼私涣鞯缏分杏傻缭垂└涸氐牡绻β视辛街郑阂恢治泄β剩恢治薰β省6杂谟泄β剩淖饔眯Ч惫郏阌谘斫夂驼莆眨衷诙云涠家丫荒吧恕6杂谖薰β剩芄徽啡鲜逗驼莆盏难⒉欢啵踔劣邢嗟币徊糠盅阉衔恰拔抻谩钡墓β省U庵饕且蛭薰β时冉铣橄螅饔眯Ч床患⒚蛔潘隆J率瞪希薰β什皇恰拔抻谩钡墓β省K邓俏薰β剩皇且蛭酝獠蛔龉Γ疟怀莆拔薰Α薄N吮苊舛晕薰β什淼娜鲜逗屠斫猓⒁桓鐾暾⒄返慕涣鞯绻β实母拍睢N薰β实母拍钍窍喽杂谟泄β识缘囊桓龈拍睢K接泄β示褪侵副3钟玫缟璞刚T诵兴璧牡绻β剩簿褪墙缒茏晃渌问侥芰浚ɑ的堋⒐饽堋⑷饶埽┑牡绻β省@缫桓？.5KW的电动机，就是把2.5KW（有功功率）的电能转为机械能，然后通过机械设备对外做功。而无功功率是指为建立交变磁场和感应磁通或是电容为在两极板上积累电荷而需要的电功率。用于电路内电场与磁场的交换，起到在电气设备中建立、维护和稳定磁场或电场的作用。电动机内部磁场的建立就需要这个功率。因此无功功率的含义：“为建立交变的电场和交变磁场而需要的电功率称为无功功率”。其物理意义是：电路中电感元件与电容元件正常工作所需要的功率交换。
二、无功功率存在的意义
所谓的“无功”并不是“无用”的电功率，相反它的用处很大，电动机需要从电源取得无功功率才能建立和维持旋转磁场，使转子转动；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。各种继电器也是同样需要无功功率建立磁场来进行工作。只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。一部分将用于做功而被消耗掉，如电流通过电阻元件时产生的热量。这部分称为“有功功率”；另一部分能量是用来建立磁场、电场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有做功，称为“无功功率”，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立磁场，电动机、变压器等设备就不能运转；电容器就不能充放电进行整流了。无功功率不足，无功电源和无功负荷将处于低电压的平衡状态，将给电力系统带来诸如出力不足，电力系统损耗增加，设备损坏等一系列的损害，甚至可能引起电压崩溃事故，造成电网大面积停电。
三、无功功率补偿原理
1.在电容和电感元件间进行互补
在交流电路中，纯电阻元件中负载电流与电压同相位，纯电感负载中电流滞后电压90€埃康缛莞涸刂械缌鞒暗缪？0€耙簿褪撬荡康缛葜械缌骱痛康绺兄械牡缌飨辔徊钗？80€埃梢曰ハ嗟窒吹钡缭聪蛲夤┑缡保行愿汉上蛲馐头诺哪芰坑扇菪愿汉纱⒋嫫鹄矗坏备行愿涸匦枰芰渴保儆扇菪愿汉上蛲馐头诺哪芰坷刺峁D芰吭诹街指汉杉湎嗷ソ换唬行愿汉伤枰奈薰β示涂捎扇菪愿汉墒涑龅奈薰β手械玫讲钩ィ迪至宋薰β示偷亟饩觯锏讲钩サ哪康摹？
2.采用同步电动机与感应电动机互补
通过调节同步电机的励磁电流，可使同步电机发出滞后或超前的无功功率。
无论是工矿企业用电设备，还是家用电器，或是其他部门用电，最主要的是感应电动机和变压器等感性负载，均要向电网吸收滞后的无功功率，因此我们在一些拖动转速不变的大功率生产机械设备，如球磨机、鼓风机、水泵等采用同步电动机，随着变频技术的发展在一些大型提升机、皮带运输机等尽量采用同步电动机，使其工作在过励状态下吸收超前的无功功率，达到无功功率的互补的目的。
四、无功功率进行补偿的意义
1.电源设备的能量不能充分利用
我们知道，发电机和变压器正常运行时不能超过其额定电压UN和额定电流IN，即其视在功率（S）是一个确定的值。由于S2=P2+Q2，Q的存在降低发电机有功功率的输出。
2.电网内无功功率的流动会造成线路电压损失增大和电能损耗的增加，输电效率则低
从发电机和输电线供给的无功功率，一般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。
通过以上的讲解学生们就能正确理解无功功率的概念，存在的意义和为什么要进行无功补偿了及补偿的原理。

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