有效功率P(单位:瓦特)是完成实际工作的功率,只有在存在电压的工作部件中,通过测量电路中的电流,才能够被功率计所测量。
无效功率Q(单位:伏特·安培)并不进行实际工作,因此也被称为“无用功”、“反相功”或“虚功”。尽管无法做功,但是它为电动机提供了所需的磁场。
视在功率S(单位:伏特·安培)是从电源获取并用于产生有效功率的功率,它包括有效功率、无效功率以及电力分配系统中的所有热损失。
对于三相星形连接和三角形连接的有效功率公式如下:
有效功、无效功以及视在功率之间的关系,通常用能量三角形来描述。相位角表示电流与电压之间的相位差异。而功率因数(PF)则等于cosφ。
发电机绕组间的相位差给出了系统的正弦电压曲线。其最大值与发电机绕组有相同的相位差。
针对使用低功率因数、滞后功率因数的电器的用户,许多电力公司会采取罚款的方式进行处罚。这是因为为了满足视在功率(即有效功和无效功之和以及热损失),配电、输电和发电设备的规模必须做到足够大,而用户却只根据电表所记录的kWh(千瓦时)消耗量来支付费用。
改善功率因数可以节省大量成本。以下是提高功率因数,即减少无效功率的一些方法:
- 使用高功率因数的设备,如照明设备中的镇流器;
- 使用功率因数领先且负载稳定的同步电动机;
- 使用提升功率因数的电容器。
该图显示了可视功率(S)、无功功率(Q)和有效功率(P)之间的关系。由S与P之间的相位角φ产生了功率因数cos(φ)