通常情况下,家用电费是通过有功功率来计算的。这是缴纳电费时必须知道的基本数据,那无功功率在电网系统中扮演着什么样的角色呢?下面咱们一起来品阅一下有功、无功它们之间的故事。
一、什么是有功功率?
有功功率(P)是指保持设备运行所需要的电功率,也就是将电能转化为其它形式的能量(机械能,光能,热能等)的电功率。缴纳电费的时候,我们经常说的:多少钱一度电,其中“一度电”就是指有功电量。
比如:5.5KW的电动机就是把5.5KW的电能转换为机械能,带动水泵抽水或脱粒机脱粒。
二、什么是无功功率?
它的概念比较抽象,主要用于电气设备内电场与磁场的能量交换,在电气设备(电路系统)中建立和维护磁场的功率,不表现对外做功。凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。
比如:40W的日光灯,除需40多W有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外,还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。下图可以更好的诠释:
(功功率与无功功率的对比表)
中仅有电阻,电压与电流是不会有相位差的,有功设备中,还存在着电感、电容元件,使得电压与电流有相位差,从而有有功、无功之分。
其计算公式如下:
有功功率与无功功率之间有何关系?
电机运行时所需的旋转磁场,就是靠无功功率来建立和维护的。有了旋转的磁场,才能使转子转动,带动机械的运行,从而实现电能转换为机械能。
变压器的工作也需要无功功率,使一次线圈产生磁场,二次线圈感应出电压。
举一个简单的例子说明: 把有功看作面粉,把无功看作水。
(有功在无功的帮助下完成能量的转化)
有功与无功,缺一不可,凡是有电磁线圈的电气设备运行时都需要建立磁场,而建立及维护磁场消耗的能量都来自无功功率。没有无功功率,电机不能转动、变压器不能运行、电抗器不能工作、继电器不会动作。所有设备中的磁场无法建立,电气设备都无法运行。
因此,供电系统中除了对用户提供有功功率,还要提供无功功率,两者缺一不可,否则用户的电气设备将无法运行。
打个比方,终端用户用掉1度电,供电局也显示给出1度电,这是最理想的1:1,但不可能实现。供电局会显示用掉了1.1度电,0.5度是线损没办法的,另一个0.5度就是终端用户电器里的功率因素的校准,电脑电源里的PFC就是起这作用。试想,用户交1度电的钱,供电局却要供出1.1度的电,这无论如何不能接受的。所以,规定就是必须要有功率因素矫正电路,把无妄损失降到最低!我们知道,电脑电源里的主动式PFC可以把功率因素矫正做到0.9,那么供电局只需给出1.06度即可!其实每个月针对无功缴纳的电费不是罚款,无功、有功比达不到计量的电损费主要针对用电大户,需要安装HPQ-TSVG补偿装置增加功率因数,用HPQ-TSVG补偿装置把无功移相成有功而提高电的传导和利用率!
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