之前的文章中，我們建立了一個(gè)重要的概念，稱為冪三角。電路所消耗的實(shí)際功率是實(shí)際做功的速率(單位為瓦)。因?yàn)殡妷篤和電流I可能不是同相的，它們的乘積一般不等于實(shí)際功率。圖2.9建立了一個(gè)功率三角形，其中斜邊是有效值伏特乘以有效值安培的乘積。這一段被稱為視在功率，S，它的單位是伏安(VA)。這些伏安被分解成水平分量P = VI cos θ，這是瓦特的實(shí)際功率。三角形的垂直邊Q = VI sin θ被稱為無功功率，單位是VAR(代表伏安無功)。無功無功功率是不能做任何工作:它對(duì)應(yīng)電壓90◦與電流相脫離，所以任何工作吸收在一個(gè)周期的一半是返回不變的。

P = VI cos q

實(shí)功率P(瓦)

視在功率S(伏安)分解為無功功率(VAR)和實(shí)功率P(瓦)

示例2.6電機(jī)的功率三角。一臺(tái)230伏的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在輸出3700瓦的功率時(shí)，可輸出25 A的電流。畫出它的冪三角形。

解決方案

實(shí)功率P = 3700 W = 3.70 kW

視在功率S = 25 A × 230 V = 5750伏安= 5.75 kVA

電力的64個(gè)基本原理

功率因數(shù)PF =視功率= 5750 VA = 0.6435

相位角θ = 50◦

無功功率Q = S sin θ = 5750 sin 50◦= 4400 VAR = 4.40 kVAR  功率三角形

公用事業(yè)公司非常關(guān)心那些吸收大量無功功率的客戶，即那些功率因數(shù)較差的客戶。如例2.5所示，無功功率會(huì)增加電力公司的線路損耗，但不會(huì)導(dǎo)致向客戶銷售更多的電能。為了阻止大客戶有一個(gè)較差的功率因數(shù)，公用事業(yè)公司將收取罰款的功率因數(shù)設(shè)定的非常低。

許多大客戶的負(fù)載是由電動(dòng)機(jī)主導(dǎo)的，這是高度感應(yīng)。據(jù)估計(jì)，主要由感應(yīng)電動(dòng)機(jī)引起的滯后功率因數(shù)，造成了高達(dá)五分之一的美國(guó)電網(wǎng)損耗，相當(dāng)于全國(guó)發(fā)電總量的1.5%，每年的成本約為20億美元。電力期貨資料。另一個(gè)擔(dān)心功率因數(shù)的原因是變壓器(在儀表兩側(cè))的額定單位是kVA，而不是瓦，因?yàn)殡娏鲿?huì)導(dǎo)致變壓器發(fā)熱，從而導(dǎo)致故障。通過修正功率因數(shù)，變壓器可以向負(fù)載提供更多的實(shí)功率。如果負(fù)載已經(jīng)增加到現(xiàn)有變壓器無法再承受負(fù)載而不過熱并可能燒壞時(shí)，這一點(diǎn)就顯得尤為重要。功率因數(shù)校正有時(shí)可以避免需要額外的變壓器容量。

問題是，如何使功率因數(shù)更接近完美的1.0?典型的方法是相當(dāng)直觀的;也就是說，如果負(fù)載是高電感的(大多數(shù)是高電感的)，那么如圖2所示，嘗試通過添加電容器來抵消它。 這個(gè)想法是由電容提供電感所需要的電流，而不是由變壓器提供電流。

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