無(wú)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(shí)建立磁場(chǎng)所需的電功率,用Q表示。在電氣線(xiàn)路中,無(wú)功功率是不是就是無(wú)用功率?無(wú)功功率有什么樣的作用以及無(wú)功功率是怎樣計算的?
首先,我需要理解一個(gè)概念,無(wú)功功率并不是無(wú)用功率。只是無(wú)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(wú)功功率主要用于電氣設備內電場(chǎng)與磁場(chǎng)的能量交換,用于在電氣設備中建立和維護磁場(chǎng)的功率。它不表現對外做功,主要是將電能轉化為磁能,再將磁場(chǎng)轉化為電能,周而復始,期間并無(wú)能量損耗。
我們知道,電機運行是靠轉子轉動(dòng)帶動(dòng)機械運行的。而轉子轉動(dòng)所需要旋轉磁場(chǎng),就是靠無(wú)功功率來(lái)建立和維護的,有了璇轉的磁場(chǎng),才能使轉子轉動(dòng)起來(lái)。同樣變壓器也需要無(wú)功功率,才能使一次線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng),二次線(xiàn)圈感應出電壓,凡是有電磁線(xiàn)圈的電氣設備運行都需要建立磁場(chǎng),然而建立及維護磁場(chǎng)消耗的能量都來(lái)自無(wú)功功率,沒(méi)有無(wú)功功率電機不能轉動(dòng)、變壓器不能運行、電抗器不能工作、繼電器不會(huì )動(dòng)作,所有設備中的磁場(chǎng)無(wú)法建立,電氣設備也就不會(huì )運行。因此供電系統中除了對用戶(hù)提供有功功率,還要提供無(wú)功功率,兩者缺一不可,否則電氣設備將無(wú)法運行。
電氣設備的運行即要從電源取得有功功率,同時(shí)還需要取得無(wú)功功率。如果電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應求,用電設備就沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng),因此電氣設備就無(wú)法維持在額定磁場(chǎng)狀態(tài)下工作,用電設備兩端電壓就會(huì )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(xiàn)路來(lái)供給設備大量的無(wú)功功率,則使功率因數變得很小,有功功率供給也會(huì )遠遠滿(mǎn)足不了負荷的需要。同時(shí)還會(huì )造成供電質(zhì)量的下降,所以從發(fā)電機和高壓輸電線(xiàn)路來(lái)供給設備的無(wú)功功率是不合理的。這就需要在電網(wǎng)增加無(wú) 功補償設備來(lái)補償無(wú)功率,以保證電氣設備的運行,可見(jiàn)在電網(wǎng)中進(jìn)行無(wú)功補償是十分必要的。
無(wú)功補償的基本原理是把具有容性功率的負荷設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(shí),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(wú)功 功率可由容性負荷輸出的無(wú)功功率來(lái)補償。
無(wú)功功率的補償方式主要有以下幾種:低壓個(gè)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(diǎn),可根據補償要求及經(jīng)濟的合理性來(lái)進(jìn)行選擇補償方式。同時(shí)電機的空載運行、變壓器的空載運行和低負荷運行及電網(wǎng)中輸送的電壓過(guò)高都會(huì )消耗過(guò)多的無(wú)功功率,直接影響到功率因數。在電氣設備的運行時(shí)要盡量避免在上述狀態(tài)下運行。
無(wú)功功率的作用非常重要,無(wú)功功率的不足會(huì )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(xiàn)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(wú)功功率并不是無(wú)用功率,在電氣系統與有功功率起著(zhù)同樣重要的作用。