視在功率(apparent power)在電工技術中是指將單口網絡端鈕電壓和電流有效值的乘積。
只有單口網絡完全由電阻混聯而成時,視在功率才等于平均功率,否則,視在功率總是大于平均功率(即有功功率),也就是說,視在功率不是單口網絡實際所消耗的功率。
為以示區別,視在功率不用瓦特(W)為單位,而用伏安(VA)或千伏安(kVA)為單位。
視在功率是指在電工技術中,將單口網絡端鈕電壓和電流有效值的乘積,記為S=UI。
視在功率計算公式
顯然,只有單口網絡完全由電阻混聯而成時,視在功率才等于平均功率,否則,視在功率總是大于平均功率(即有功功率),也就是說,視在功率不是單口網絡實際所消耗的功率。
計算公式:
無功是相對有功而言的,一般來說它是電感性設備建立磁場實現能量交換所需要的一個電源,或者說是實現能量的一種必要平臺,消耗無功電能的電氣設備主要是電感性設備(例如電動機、及帶鎮流器的照明電氣等),電阻性設備(如電爐等)不消耗無功,電力電容器可以作為電感性設備的無功電源。為以示區別,視在功率不用瓦特(W)為單位,而用伏安(VA)或千伏安(KVA)為單位。
視在功率與有功功率/無功功率之間的關系
我們來看下圖:
圖1是配電網中阻性負載時的電壓與電流關系,我們看到它們之間不存在相位差。
什么意思呢?
視在功率反映了系統的總容量。由于配電系統中既有阻性的有功功率,也有感性的無功功率,因此視在功率就是這兩種功率的具體體現。事實上,有功功率和無功功率的平方和就等于視在功率的平方。
我們由此看出,當配電系統中只有阻性負載時,有功功率就等于視在功率。因此,視在功率反映了系統最大總容量,而功率因數也即
則反映了系統有功功率利用率的高低水平。
實例分析
設想我們有一臺電力變壓器,它的輸出電壓是400V,輸出電流是1804A。
于是這臺變壓器的容量是:
我們看到,由于系統中感性負載也即電動機和變壓器的存在,降低了系統電能的使用率,所以供電公司要求各個單位要用電容來補償無功功率,使得功率因數接近1但不等于1,由此提高利用率。
關于無功功率補償
無功補償其實就是利用補償電容,它的電流超前電壓,由此來提高功率因數。
圖中左下側和右下側的就是執行無功功率補償的回路。它們是利用控制器測量實際功率因數值,然后用接觸器接通對應數量的補償電容,由此提高功率因數。
無功功率的補償十分常見。別說工廠企業,連我們生活的小區配電室內,都有無功功率補償裝置。
上圖是我用ACAD繪制的配電柜三維圖。圖中右數第二臺柜體就是無功功率補償柜。其中上數第2個回路就是測量功率因數的控制裝置。
值得注意的是:
功率因數其實反映的是配電系統的規模,它是自然存在的。
對于供電品質來說,最重要的有兩點,其一是要有穩定的電壓,其二是系統諧波盡量少。
在配電網中,感性負載越重,特別是大功率的感性負載起動時,電壓跌落就越嚴重,并且功率因數也因此會降低。如果我們設法將基本功率因數保持為常數,用電容來補償它的降低值,則可以穩定電壓。
利用這個原理來工作的的無功補償裝置叫做動態無功功率補償。動態補償的典型應用場合是汽車制造廠。
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