在具有電感和電容的電路里,這些儲能元件在半周期的時間里把電源能量變成磁場(或電場)的能量存起來,在另半周期的時間里對已存的磁場(或電場)能量送還給電源。它們只是與電源進(jìn)行能量交換,并沒有真正消耗能量。我們把與電源交換能量的速率的振幅值叫做無功功率。用字母q表示,單位為芝。
在電網(wǎng)中,由電源供給負(fù)載的電功率有兩種:一種是有功功率,另一種是無功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率,也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形式能量(機(jī)械能、光能、熱能)的電功率。比如:5.5kw的電動機(jī)就是把5.5kw的電力轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,帶動水泵抽水或脫粒機(jī)脫粒;各種照明設(shè)備將電能轉(zhuǎn)換為光能,供人們生活和工作照明。無功功率比較抽象,它是用于電路內(nèi)電場與磁場,并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場的電功率。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,除需40w有功功率(鎮(zhèn)流器也需消耗一部分有功功率)來發(fā)光外,還需80var左右的無功功率供鎮(zhèn)流器的線圈建立交變磁場用。由于它對外不做功,才被稱之為無功。 無功功率決不是無用功率,它的用處很大。電動機(jī)需要建立和維持旋轉(zhuǎn)磁場,使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,從而帶動機(jī)械運(yùn)動,電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率,才能使變壓器的一次線圈產(chǎn)生磁場,在二次線圈感應(yīng)出電壓。因此,沒有無功功率,電動機(jī)就不會轉(zhuǎn)動,變壓器也不能變壓,交流接觸器不會吸合。 在正常情況下,用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率,同時還需要從電源取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求,用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場,那么這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作,用電設(shè)備的端電壓就要下降,從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。 無功功率對供、用電也產(chǎn)生一定的不良影響,主要表現(xiàn)在:
(1)降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。
(2)視在功率一定時,增加無功功率就要降低輸、變電設(shè)備的供電能力。
(3)電網(wǎng)內(nèi)無功功率的流動會造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。
(4)系統(tǒng)缺乏無功功率時就會造成低功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降,使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。 從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無功功率,一般滿足不了負(fù)荷的需要,所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無功補(bǔ)償裝置來補(bǔ)充無功功率,以保證用戶對無功功率的需要,這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。