溫馨提示:祥和節能集團首席科學家兼國家節能減碳產業創新聯盟理事長、四川大學錦城學院特聘教授、節能減碳高級專家伍澤涌先生,率領祥和節能集團總工辦、產品研發部、技術保障處及安裝工程部的專業技術人員,按照科學、實用、通俗的原則,在國家節能減碳產業創新聯盟官網及其公眾號、祥和節能集團官網及其公眾號、國家節能減碳產業創新聯盟10大微信圈,自2019年8月9日起同時開講,每天1講(周六、周日、節假日除外)。敬請關注和瀏覽。
第八十六講 功率相關概念
A.有功功率
所謂有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率,也就是將電能轉化為機械能、光能、熱能等其它形式能量的電功率。如10千瓦的電動機,就是把10千瓦的電能轉化為機械能,可帶動水泵抽水;又如,電燈作為照明設備,則將電能轉化為光能,供人們生活與工作照明。讀者朋友們需要注意的是,有功功率是瞬時功率的平均值,即平均功率,它反映電能在電阻元件上的做功情況,用字母P表示。單位為瓦(W),式中:P為有功功率,V為電壓有效值,I為電流有效值,S為視在功率,COSφ為功率調整數。
祥和中央節能保護裝置
B.無功功率
所謂無功功率,顧名思義是指無用的功率,它雖然不對外做動,但它用于電路內電場與磁場的交換,用來在電氣設備中建立并維持了磁場,為電能的傳輸提供了媒介。也就是說,無功功率是正弦交流電路中,電感、電容等儲能元件與外電路間的能量交換,用字母Q表示,單位為乏(Var),計算公式為Q=VICOSφ=√S2-P2。對于感性電路來說,電壓超前,φ>0,Q>0;對于容性電路來說,則電流超前,Q<0,故Q<0。
無功功率比較抽象,它是轉化為其它形式的能量。凡是有電磁線圈的電氣設備,要建立磁場就必須消耗無功功率。如40瓦的日光燈,除需要40多瓦的有功功率(整流器也要消耗部分有功功率)來發光外,還需要消耗80乏左右的無功功率,來供整流器的線圈建立交換磁場。
無功功率存在于發電、輸電、變電和用電的不同環節之中,讀者朋友們請注意,無功率絕不是無用功率。這里的“無用”二字是指不對外做功,也就是說,無功功率的作用,絕不可忽視或輕視,其原因有二:
第一,電動機需要建立和維持磁場,使轉子轉動,從而帶動機械運動。電動機的轉子磁場,就是從電源取得無功功率建立的。變壓器有了無功功率,產生使一次線圈產生磁場,二次線圈感應出電壓。也就是說,沒有無功功率,電動機就不會轉動,變壓器就不能變壓,交流接觸器就不會吸合。一句話,如果缺乏無功功率,就會使電氣設備的容量得不到充分發揮,運轉就難以正常。因為電氣來建立和維持磁場的無功功率不足,電氣設備不能維持在額定狀態工作,電氣設備電壓就會下降;
第二,對供電和用電均產生不良影響。主要表現在:①降低發電機有功功率輸出;②造成低功率因數運行電壓下降的增加線電壓損失,導致電能損耗加大;③降低輸電電壓下降,供變電設備的供電能力。導致電氣設備得不到正常運行,這是因為運行中的變壓器、電動機、電焊機等感性負荷,在消耗系統中的有功功率的同時,要吸收交換無功功率。
祥和集團總部
C.無功補償
無功補償的作用是減少電能損耗(動力配線的損耗一般在2%-3%),降低電費支出,改善電能質量,延長設備使用壽命。祥和中央節能保護裝置采用的是動態隨機補償方式,不會出現“過補”或“欠補”現象。
理解有功與無功之間的關系,可從下面這個比喻中入手:
有個帥哥用板板車拉貨,他把貨放在車輪子的前面,他一邊拉著車一邊向前拉,累得汗流浹背。這時過來一美女,坐在板板車的車輪子后端,帥哥不用再抬著車向前拉了,一下子輕了很多,他從此拉得既輕松又愜意。這里,帥哥克服地面摩擦力向前的拉力就是有功電流,把貨物拉到了目的地就是有功。美女在這里做的工作就是無功補償。沒有無功補償,供電系統也能工作但就會累點,就是多耗點電能;但有了美女,男女搭配,干活不累,效率高,還開心。這里,美女坐在后邊屬于感性無功,美女坐在前面所起到的作用是容性無功。
祥和系列節能監測設備
D.視在功率
視在功率與有功功率和無功功率之間的關系
所謂視在功率是用戶配電系統所消耗的最大有功功率,但不是用戶配電系統實際消耗的功率,它僅僅表示供電系統可能提供的最大功率。視在功率,是指交流電路的電壓有效值和電流有效值的乘積,用字母S表示,單位為伏安(VA),或千伏安(KVA)。
即S=UI或S=√P2+Q2
式中P為有功功率,單位為w
Q為無功功率,單位為Var
讀者朋友們請注意再從點:一是額定視在功率是額定電壓與額定電流的乘積。
二是視在功率所表示的是交流電機與變壓器的容量,一般采用線電壓計算,即S=√3U線×I。
③視在功率與有功功率與無功功率之間的關系
視在功率與有功功率和無功功率之間的關系如下圖所示,杯中的啤酒為有功功率,泡沫為無功功率與失真功率,則視在功率就是有功功率與無功功率(失真功率)之和。
祥和監測機器人
祥和節能集團(成都祥和云端節能設備集團有限公司),是成立于1992年的成都高新區的國家級高新技術企業,是國家節能減碳產業創新聯盟與四川省節能減碳產業創新聯盟的依托單位和理事長單位,榮獲中國節能節電行業標桿企業稱號,是工信部、商務部、國家機關事務管理局“三部局”推薦的祥和中央節能保護裝置的發明者,是集用能安全與能效監測一體的祥和監測機器人的研發單位,在北京、上海、重慶、廣州、青島、合肥、西安等地擁有40多家子公司或合資公司,以“讓用電更安全更省錢”為宗旨,以“致力于成為解決新時代用電問題的領先者”為愿景。專家答疑電話:13908004376 伍先生。
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