有功無功功率因數(shù)基礎(chǔ)知識
變電站投運這么令人激動的時刻，大家最喜歡問的便是“功率對不對”、“功率怎么是負的”、“功率因數(shù)什么意思”，這時您該怎么回答呢？小電工在很久很久以前，大概還是上高中的時候是很會計算這些的，但是究竟為什么存在有功、無功、功率因數(shù)，小電工就不明就里了，本期就請和小電工一起來探討這些內(nèi)容吧。

有功功率

定義

有功功率是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量（機械能、光能、熱能）的電功率，以字母P表示，主要單位有瓦（W）、千瓦(KW)、兆瓦(MW)。大家知道交流電的功率不是一個恒定值，瞬時功率在一個周期內(nèi)的平均值叫做有功功率，因此有功功率也通常被稱作平均功率。

計算

三相有功功率P=3UpIpcosΦ，電力系統(tǒng)都是A、B、C三相，因此計算時不要忘記乘以3，否則怎么算都不能跟裝置顯示值對應(yīng)起來。在這個公式里(Φ)為電壓和電流的相位差。這個相位差的余弦值cosΦ（在諧波忽略不計的情況下）就是我們常說的功率因數(shù)。

方向

電力系統(tǒng)中討論有功功率的問題時，多會討論它的方向性，投運的變電站大家問題最多的也集中在“有功功率方向為什么有的正、有的負”。一般來說，流出母線有功功率為正，流入母線有功功率為負。

舉個通俗一點兒的例子，拿一個大燈泡直接接在 35kV母線上（當然這是違反安規(guī)也不符合電力常識的，請勿模仿?。娔芰勘晦D(zhuǎn)化成了光和熱，這個時候電流的方向是從母線流入燈泡的，此時燈泡在消耗功率，所以有功功率為正。相反，拿一個手搖式發(fā)電機接入35kV母線，發(fā)電機在給母線設(shè)備提供功率，電流流入母線，此時有功功率為負。

無功功率

定義

許多用電設(shè)備都是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，如配電變壓器、電動機等，他們都是依靠交變的磁場才能進行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。為建立交變磁場和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱為無功功率，因此所謂的“無功”并不是“無用的功率”，只不過是他的功率并不轉(zhuǎn)化成機械能、熱能而已。因此在供電系統(tǒng)中除了需要有功電源外，還需要無功電源，兩者缺一不可。
凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。比如40W的日光燈，除了需要40W的有功功率來發(fā)光外，還需要80var左右的無功功率供鎮(zhèn)流器的線圈建立建立交變磁場。

計算

無功功率Q=UIsinφ

有功無功間的聯(lián)系

帥哥與美女

小電工沒事兒也刷個微博啥的，看到了一個很好的段子，跟大家分享下。
有個帥哥用一個手推車搬家，把東西都掛在前面，帥哥一邊壓著車把一邊推，累的滿頭大汗；過來一個美女，坐在推車的后面，哈哈，帥哥不用壓著車把了，一下輕了不少。帥哥推得又輕松又愜意...
帥哥使勁壓著車把的力是無功電流，克服摩擦力往前的推力是有功電流，把東西推到目的地是有功。

美女就是無功補償。沒有無功補償，供電系統(tǒng)也能工作，就是累點，耗能厲害；有了美女，男女搭配，干活不累，效率高，還開心。

東西在前面，美女在后面，是容性無功。
東西在后面，美女在前面，是感性無功。

視在功率

定義

視在功率S，衡量一個用電設(shè)備對上級供電設(shè)備的功率需求，也就是說為確保網(wǎng)絡(luò)能正常工作，外電路需傳給該設(shè)備的能量。它不表示交流電路實際消耗的功率，只表示電路可能提供的最大功率或電路可能消耗的最大有功功率。

計算

三相視在功率S=3UpIp，此處Up為相電壓，但是視在功率一般采用線電壓計算，此時應(yīng)為,此處U為線電壓。

功率因數(shù)

定義

電壓跟電流相位差的余弦值（諧波忽略不計的情況下）叫做功率因數(shù)。功率因數(shù)的大小與電路的負荷性質(zhì)有關(guān)，白熾燈、電阻爐等電阻負荷的功率因數(shù)為1，一般具有電感性負荷（電焊機、空調(diào)等）的電路功率因數(shù)都小于1。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)中一個重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。他是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個系數(shù)，功率因數(shù)低說明用于交變磁場轉(zhuǎn)換的無功功率大，從而降低了設(shè)備利用率，增加了線路供電損失。

計算

功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。