电力无功是电网中的一种特殊的负载电流。与有功电流相比,无功电流不会转化为能量供给负载,而是在电输送过程中变成电压上的储能,随着电流的变化而变化。在电力系统运行中,无功功率起到了平衡、稳定和保护电网的重要作用。
无功电流包含两种类型:电感性和电容性。电感性无功由电感器组成,电容性无功由电容器组成。在传输电能前,电力系统通常需要通过无功功率补偿来平衡无功功率。当电路中存在电感器时,会出现感性无功。而当电路中存在电容器时,将出现电容性无功。
无功功率通常以VAR或千乏(kVAR)为单位进行计量。如果电路全负载下的功率因数为1,则不会产生无功功率。在这种情况下,有功功率等于电源的输出功率(例如,生成器或变压器)。
当电路中存在感性元件时,无功功率由下式进行计算:
Q = V²/XL
其中,Q是感性无功功率,V是电压,XL是感性元件的电感,由于XL与电压无关,Q的值是恒定的。
当电路中存在电容器时,无功功率由下式进行计算:
Q = V²/XC
其中,Q是电容性无功功率,V是电压,XC是电容元件的电容,由于XC与电压成反比例关系,Q值与电压平方成反比例。
无功功率对电力系统的稳定性和效率产生深远的影响。过高的无功功率会降低变压器的容量,导致电力系统发生停电。调节无功功率的能力通常被认为是评估电力系统能力的标准之一,因此电力系统经常配备各种大小的电容器和电感器,以保持系统功率因数在合适的范围内。此外,无功功率还会使电费成本上升,因为电力公司必须为无用功率支付成本。