有功功率和无功功率
无功功率—电网中的感性负载（如电机，扼流圈，变压器，感应式加热器及电焊机等）都会产生不同程度的电滞，即所谓的电感。感性负载具有这样一种特性—即使所加电压改变方向，感性负载的这种滞后仍能将电流的方向（如正向）保持一段时间。一旦存在了这种电流与电压之间的相位差，就会产生负功率，并被反馈到电网中。电流电压再次相位相同时，又需要相同大小的电能在感性负载中建立磁场，这种磁场反向电能就被称作无功功率。
无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外做功，而是转变为其他形式的能量。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。
无功功率过高
1）无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致系统容量下降；
2）无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加；
3）使线路的压降增大，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。
什么叫视在功率
在交流电路中，由于有感性或容性储能设备，电压与电流有相位差，通俗讲就是电压与电流不在同一时间到达；因此，表面看电压有多大、电流有多大，实际并没有做那么大的功，有电源与储能设备的能量转换；所以称为视在功率。既，有功功率+无功功率。电力变压器就用视在功率表示容量，单位为伏安(VA)。意思是不管有功功率与无功功率是多少，只能输出这么大的电压与电流。
视在功率，交流线路中使用，又称为容量，就是电压与电流有效值的乘积，单位为伏安(VA)。多用在设计线路和设备中。举个简单的例子，稳压电源和UPS的单位就是VA，而不是瓦。在选择时就不仅仅考虑负载功率，还要考虑无功分量。
视在功率：在具有阻抗的交流电路中，电压有效值与电流有效值的乘积值，称为"视在功率"，它不是实际做功的平均值，也不是交换能量的最大速率，只是在电机或电气设备设计计算较简便的方法。
在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S，功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。 (1)最基本分析：拿设备作举例。例如：设备功率为100个单位，也就是说，有100个单位的功率输送到设备中。然而，因大部分电器系统存在固有的无功损耗，只能使用70个单位的功率。很不幸，虽然仅仅使用70个单位，却要付100个单位的费用。在这个例子中，功率因数是0.7 (如果大部分设备的功率因数小于0.9时，将被)，这种无功损耗主要存在于电机设备中(如鼓风机、抽水机、压缩机等)，又叫感性负载。功率因数是马达效能的计量标准。 (2)基本分析：每种电机系统均消耗两大功率，分别是真正的有用功(叫千瓦)及电抗性的无用功。功率因数是有用功与总功率间的比率。功率因数越高，有用功与总功率间的比率便越高，系统运行则更有效率。 (3)高级分析：在感性负载电路中，电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。功率因数越低，两个波形峰值则分隔越大。补偿能使两个峰值重新接近在一起，从而提高系统运行效率。 对于功率因数改善 电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等，大多属于电感性负荷，这些电感性的设备在运行过程中不仅需要向电力系统吸收有功功率，还同时吸收无功功率。因此在电网中安装并联电容器无功补偿设备后，将可以提供补偿感性负荷所消耗的无功功率，减少了电网电源侧向感性负荷提供及由线路输送的无功功率。由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿的效益。 无功补偿的主要目的就是提升补偿系统的功率因数。因为供电局发出来的电是以KVA或者MVA来计算的，但是收费却是以KW，也就是实际所做的有用功来收费，两者之间有一个无效功率的差值，一般而言就是以KVAR为单位的无功功率。大部分的无效功都是电感性，也就是一般所谓的电动机、变压器、日光灯……，几乎所有的无效功都是电感性，电容性的非常少见。也就是因为这个电感性的存在，造成了系统里的一个KVAR值，三者之间是一个三角函数的关系： KVA的平方 = KW的平方+KVAR的平方 简单来讲，在上面的公式中，如果今天的KVAR的值为零的话，KVA就会与KW相等，那么供电局发出来的1KVA的电就等于用户1KW的消耗，此时成本效益最高，所以功率因数是供电局非常在意的一个系数。用户如果没有达到理想的功率因数，相对地就是在消耗供电局的资源，所以这也是为什么功率因数是一个法规的限制。目前就国内而言功率因数规定是必须介于电感性的0.9～1之间，低于0.9，或高于1.0都需要接受处罚。这就是为什么我们必须要把功率因数控制在一个非常精密的范围，过多过少都不行。 供电局为了提高他们的成本效益要求用户提高功率因数，那提高功率因数对我们用户端有什么好处呢？ ① 通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。 ② 良好功因值的确保，从而减少供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，改善电能的质量。 ③ 可以增加系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低，那么在既有设备容量不变的情况下，装设电容器后，可以提高功率因数，增加负载的容量。 举例而言，将1000KVA变压器之功率因数从0.8提高到0.98时：补偿前：1000×0.8=800KW 补偿后：1000×0.98=980KW 同样一台1000KVA的变压器，功率因数改变后，它就可以多承担180KW的负载。 ④ 减少了用户的电费支出；透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠。 此外，有些电力电子设备如整流器、变频器、开关电源等；可饱和设备如变压器、电动机、发电机等；电弧设备及电光源设备如电弧炉、日光灯等，这些设备均是主要的谐波源，运行时将产生大量的谐波。谐波对发动机、变压器、电动机、电容器等所有连接于电网的电器设备都有大小不等的危害，主要表现为产生谐波附加损耗，使得设备过载过热以及谐波过电压加速设备的绝缘老化等。 并联到线路上进行无功补偿的电容器对谐波会有放大作用，使得系统电压及电流的畸变更加严重。另外，谐波电流叠加在电容器的基波电流上，会使电容器的电流有效值增加，造成温度升高，减少电容器的使用寿命。谐波电流使变压器的铜损耗增加，引起局部过热、振动、噪音增大、绕组附加发热等。 谐波污染也会增加电缆等输电线路的损耗。而且谐波污染对通讯质量有影响。当电流谐波分量较高时，可能会引起继电保护的过电压保护、过电流保护的误动作。 因此，如果系统量测出谐波含量过高时，除了电容器端需要串联适宜的调谐（detuned）电抗外，并需针对负载特性加装谐波改善装置。 |
怎样计算三相交流电的有功功率
最佳答案
P=√3U线I线CosΦ
P=3U发动机功率计算公式相I相CosΦ
对于星形接法：U线＝√3U相， I线＝I相
对于角形接法：U线＝U相， I线＝√3I相
这些公式肯定你很熟悉，关键是要理解清楚测得（或给出）的电流、电压是线或相的问题。
在实际三相负荷电路中，由于负荷外部电源测量的方便，如果是星形接法，电压一般是指线电压，如果是角形接法，电流一般是指线电流，因此均用第一个计算公式（根号3倍）。如果有特殊情况，均为相电压和相电流，那么必须用第二个计算公式了（3倍关系）
这只有在三相交流电中才有。三相交流电，实质上是三个相位相差120度的单相交流电。用图来表示比较直观：就是从一个点向三个方向均匀分布的三根同长度的直线(等边三角形的三个顶点到中点的三根直线就是这样的)，这表示三个单相电压，三根直线的出发点就是零线。三根直线的顶端(等边三角形的三个顶点)之间的连线，就是线电压。从几何关系上，可知：线电压＝1.732相电压。相电压是每相与中性线之间的电压，线电压是相线之间的电压。“相电压，线电压！”是三相四线制供电线路的不同接入方法。我们知道，三相四线制供电线路中，有一根‘零线’和三根‘火线’任意一根火线于零线之间的电压叫做相电压，而任意两根火线之间的电压就叫做线电压。
功率因数Excel统计计算公式
我们知道功率因数的计算公式为：
1/√1+（无功/有功）2 （“√”表示根号）
因此就可以用Excel，输入或复制公式批量的计算功率因数，如下图：
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