什么是无功实验

什么是无功实验
什么是无功实验

什么是无功实验
由于跨专业学习的人越来越多,部分同志对无功的概念较为混乱,现试对其作出浅析,希望对大家有帮助.大家应建立一个概念,无功并不会被消耗,只会被补偿、平衡.首先,大家应了解为什么要定义无功.无功是无功类设备（电感、电抗）与电网进行能量交换的速率.应强调的是交换的速率,而不是交换过程中的损耗,即在交换过程中由于漏磁、介质损耗等能量的损失并不属于无功,这些是因无功过程中引起的有功损耗.再明白点说明无功的定义及与有功的分别.电网中存在电能,当电流通过负荷时,会产生机械运动、光、热能等其它能量的表现.这实际上电能转换成机械能、光成与热能等.这种转换速率我们称为有功,转换的结果就是电能的消耗,其主要特征是当电能通过负荷转换成其它型式的能量后,并不能立刻变回电能（一个周期内）.而有些特殊的设备（如电抗器、电容器）,当电流流过它们时,在半个周期内,电能会转变成磁能或场能等形式,但在后半个周期内,这些能量会转变回电能并反送回电网,因此从整个周期来看,设备没有从电网中吸收任何电能,只是不断的作能量交换（是交换而不是转变）；为计算交换的速率,因此定义无功这个概念,这类设备就是无功负荷.虽要说明的是,实际上是没有纯无功负荷的,实际的无功设备在能量交换时一定有能量的损耗（如漏磁、介质损耗等）,这部分丢失的损耗不能算入无功,这是因无功作用而产生的有功损耗.同理有些人把设备产生的不是需要的热能等能量损失称为无功是不对的,这是无用功,而不是无功,因其不能转回电能.有些人可能会问,无功既然只是无能量交换,没有能量消耗（确切的说是转变为其它形式的能量）,那为什么我们还要那么重视无功呢?下面用一个例子说明：电厂发电,煤送入工厂,会被消耗（相当于有功）,工人每天上下班,在工厂进出,人数并不减小（相当于无功）.工人虽然不会损耗,但工人上下班必然占用道路,影响煤的输送（为了说明问题,只好认为他们是用同一道路的）,这就相当于无功影响了设备的输电效率.同时,工人在上下班的过程中必然对路面产生损坏,路程越长则维护费用越大（这相当于无功引起的线路损耗,属有功）；为减小这个损耗,厂区内最好就建有工人住房（这相当于无功就地补偿、平衡）.总结：无功是能量交换的速率,本身并不产生损耗.我们常说的无用功损耗能等,实际上很多是属于有功,因为它是把电能转为热能或机械能等.但无功负荷在能量交换过程中必然带来有功损耗,而且负荷与电源的距离越远则损耗越大,并且会占用大量的线路输送能力；为了减小这方面的损失,我们就要在无功负荷设备的旁边加装反性质的无功负荷,使其互相进行能量交换,减小对电源的依赖,达到提高线路输送能力及减小线损的目的.
在交流电能的发、输、用过程中,用于转换成非电、磁形式的能量称为有功,用于电路内电、磁交换的能量称为无功.无功的作用是用于建立交变磁场的能量,并给有功的转换创造条件.
无功的调节主要是通过改变励磁电流来改变发电机的功角特性从而达到改变无功的目的.
调节无功应注意以下两个方面的问题：;
1.增加无功负荷时应注意转子电流和定子电流不应超过允许值.若无功负荷过大,会使定子电流去磁作用增大,若保持定子电压不变,必须增加转子电流,会使转子电流超过允许值而引起励磁绕组过热；-
2.降低无功负荷是应注意勿使发电机进相运行电动机和发电机在电磁感应原理上其实正好是一个相反的过程.我把发电机的能量转换说一下,但愿能容易明白一点当发电机空载时,定子绕组中的电流I=0,即电枢不会产生磁势.此时发电机中,只有转子主磁极的励磁磁势所建立的主磁场,这时发电机的端电压等于由主磁场产生的空载电势.原动机输给发电机的功率只要克服空载损耗就行了.! 当发电机定子绕组接上负荷时（假定负荷是纯电阻性的）,定子绕组中就出现了电流,发电机向负荷送出有功功率,于是发电机转子受到已个制动转矩的作用,这个制动转矩和空载转矩加起来,比原动机的拖动转矩要大,使得转子转动的速度变慢.为了保持同步发电机以同步转速运转,就必须增加原动机的拖动转矩（增加汽轮机的进汽量）,于是转子又要加速,直到原动机所供给的机械功率与发电机输出的电功率（还要加上发电机内部的损耗）重新达到平衡,发电机才能重新以稳定的同步转速运转.如果发电机的负荷是纯电抗（纯电感或纯电容）,那么发电机中就只有去磁或助磁电枢反应,其结果只是使发电机的磁场削弱或增强,而不会使磁场歪扭.由于感性负荷的去磁性电枢反应,使得发电机向纯电感负荷送电时,发电机气隙磁场由于去磁作用而被减弱,端电压就要降低；当负荷为容性时,电枢反应是助磁性质的,将使端电压升高.一般情况下,负荷常常是电感性 的,所以它有使主磁场相当于电阻负荷的歪扭,又有相当于电感性负荷的去磁作用.这样,发电机就向负荷既送出了有功功率,又送出了无功功率.
发电机送出有功和感性无功是迟相运行,如果发电机送出有功和容性无功是进相运行
当发电机处于过励磁状态时,励磁电流所产生的电动势＞U/cosδ,即向系统输出无功用于补充系统的电压损失.励磁电流越大,向系统输送的无功合定子电流也越大

当发电机处于欠励磁状态时,励磁电流所产生的电动势＜U/cosδ,这是从系统吸收无功用于发电机本身历次.励磁电流越小,从系统吸收的无功越多,定子电流和功角也越大,功率因数则越小.