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无功功率到底是什么?能不能被消耗?又能不能被吸收?

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问题描述

学了这么多年电气,还是遇到“无功”就晕。。。很多书籍中分析无功功率都说无功功率是建立电磁场用的,只会在电磁元件中来回交换,不会被消耗,但是我们又经常说“吸收无功功率”,那么既然是来回交换,为什么会有吸收这一说法?无功功率到底是什么性质?希望有大神可以深入解释一下。另外,“吸收无功功率”到底是个什么概念?“交换无功功率”又是什么概念?这两种说法互相矛盾如何解释?

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敏敏·0.00

2017-07-30提问

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首先交流电路有三种负载,1阻性负载2感性负载3容性负载,纯电阻电路电压与电流的相位相同,纯感性电路电流滞后电压,纯容性电路电流超前电压,一般电路由于电感元件比较多如电机,变压器等,使电路呈感性。这样就产生的无功功率,电流滞后电压相位越多无功越大,吸收无功功率就是指在感性电路中加电容元件,然后将电流滞后电压的相位补偿回来,就会使无功功率减小,达到吸收的效果。

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  王二晓·200.00

2017-11-30回答

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被吸收或者不被吸收是在不同周期内看到的现象,因为按照有功功率的定义,是在一个周期内的消耗,而从数学公式上看无功功率在一个周期内的积分为0,所以称为没有消耗,引入这里引入:“瞬时无功功率”的概念,在电力谐波补偿中经常用到瞬时无功功率的概念,该优点就是可以时刻测量功率,也就是无功功率,从而进行补偿谐波。所以,以我的理解,无功功率在一个周期内是不被消耗的,但是时刻处于吸收或者发出的状态。

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  一江春水·160.00

2017-08-11回答

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无功功率的定义,许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的,如配电变压器、电动机等,它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率,因此,所谓的"无功"并不是"无用"的电功率,只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已;因此在供用电系统中除了需要有功电源外,还需要无功电源,两者缺一不可。无功功率单位为乏(Var)。 无功功率不能被消耗,可以被吸收。有时候说系统吸收无功功率,不如说系统无功功率的平衡,关键是系统的平衡,它并没有与其他能源形式的消耗。最为简单的电容器平衡无功,维持电压,电容器本没有与外界发生能量交换(忽略损耗),也不需要像有功一样有外界动力的支持,但是它可以作为一个“无功电源”。可以把电能的传送比作为一次行走:为穿越某个线路,过程中需要先下坡在山坡,在忽略损耗的情况下可认为高重力在整个过程中没有做功,但要穿过该线路必须借助重力。可以将无功功率理解为此时的重力。

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  Dreg·410.00

2017-08-04回答

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电网中的电路一般不是纯阻性的,而是含有电感和电容的,这样电路中的相量就不再是实数了,而是一个复数,计算得到的功的实部代表有功,是消耗了的,虚部代表无功,表示在电感电容间变化的。因此,无功是由于电感电容存在而产生的,且不会被消耗,所谓无功的吸收与交换,可简单理解为由电压相量和电流相量计算得到的复数虚部在电感电容元件上的变化,因此我们的电路分析是在一个复数域的计算。

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  黄河咆哮·0.00

2017-08-03回答

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根据题主题目的意思,可以认为题主已经知道无功的定义了,并且对电力系统有着一定的了解,那么我就不从数学推导上对无功功率进行解释了,仅仅在这里抛砖引玉,说一下自己的一些见解。

说一下我自己的见解,我不认为我的理解是全部正确的,但是希望能够给题主一些启发。

我们可以将电力系统看做人的身体,那么这样就可以理解为:人的血管相当于电网(输电线),无功功率可以认为是人身体内的血液,有功功率是血液中携带的营养和氧气(当然,在这里,营养和血液是并列关系,而非是包含关系);人的各类身体器官就可以认为是电网中的各种设备以及负荷。

那么,现在,血液将营养物质通过血管传输到身体的各个器官供器官进行消耗,对应与电力系统而言呢,则是,有功以及无功通过电网传输到各个设备,其中各个设备消耗有功(即相当于营养物质),而并不消耗无功。但是电网中能够不存在无功吗?显然是不可以的,就像人体内营养物质必须通过血液传输一样,有功的传输也必然依赖于无功,无功是必不可少的。

至于无功交换,以及发出无功和消耗无功,可以这么理解:心脏泵出血液,将血液送至各个器官,那么心脏就像发出无功一样,而各个器官接受血液,因此是吸收(消耗)无功的,而血液在身体内循环,就像是无功来回交换的过程。

这个比喻在逻辑上可能不太严密,但希望能够解决题主心中的困惑。

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  hohoho135·40.00

2017-07-30回答

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      理想情况下一个交流电源直接与电感相连,那么电源输出的都是无功功率,而积分的话可以发现,电源在一个周期内实际上并没有输出能量,实际的过程是,交变的电场能量先转换为磁场能量(电感的电流建立磁动势),然后电感再对电源充电,磁场能量变为电能。

      有功功率平衡反应的是电源有多少转化为机械能、热能,而无功功率反应的是电源输出的能量有多少用于建立交变的电场(电容)或磁场(电感),理想情况下,交变的电场和磁场的建立都不会损失能量。

      我觉得,无功功率的引出是为了衡量有多少电源提供的交变电场能量区建立了其他的电场或者磁场能量。实际中的很多电气设备都需要一定的电源输出无功区建立一个交变磁场,比如异步电动机,只有建立磁场以后才能带动负载工作,电能、机械能的转换是通过电磁感应建立的。但是这个磁场本身只是在不断吸收和释放能量,吸收和释放的能量在一个周期内是平衡的。
      如电网中,功率因数达不到要求被罚款是因为,电网中的很多电气设备都是吸收滞后的无功功率,也就是说,都是需要电网给出电流去励磁,建立磁场。如果无功功率不平衡,那么电网电压就会波动得很厉害。对于电气设备都是很大的危害,同时对于电网的强度(比如高压的绝缘要求)都是有很大影响的。所以功率因数要达到一定的要求。

      前面说的理想情况下不会损失能量是指一个周期下,磁场建立的吸收和释放的电能是平衡的,非理想情况下,由于导线的铜耗以及磁滞、涡流等铁耗会损耗能量,变成热能。

      一台异步电机如果要工作,收到的必然是既有无功功率,又有有功功率,不可能只收到有功功率的。也就是说输入端电压和端电流肯定有相位差。

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  少年郎的足迹、、、·0.00

2017-07-30回答

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“吸收无功功率”与“交换无功功率”的说法听起来确实矛盾,但是两者是从不同角度出发去说的。

交换无功功率的说法肯定是准确,尊重物理事实的,无功功率就是在电源与负荷之间交换,通过这种交换维持磁场。

而吸收无功功率则是从电压电流矢量角度去分析的。用电压、电流矢量分析后,就从时间角度,转化到了相位角度,当电压超前电流,我们认为是感性无功;电压滞后电流,认为是容性无功。电力系统中,默认所说的无功都是感性无功,所以当我们说“吸收无功”其实是在表明一种电压与电流的相位关系,即此负荷吸收的电流滞后于它的端口电压。

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  李子义·10.00

2017-07-30回答

那就是说,“吸收无功功率”其实是一种约定俗称的表达方式而已,并不是描述无功功率的动态行为的咯  Tony 2017-07-30

同意这位的解释,所谓的“吸收无功功率”只是约定俗称的说法,并不是客观表述无功传递特性的表达方式  蒋应伟 2017-07-30

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