无功功率(reactive power)是交流电路中存在的一种功率形式,是指电流与电压之间的相位差引起的,通俗地说,就是电能在电路中前后往返流动,不会被电器消耗掉,也不会被输往外部,这部分电能的存在是不可避免的。无功功率不产生功效,也不做功用,但其仍然要消耗一部分电能,使得电网和电力设备遭受许多不必要的负荷。因此,无功功率的消耗是一个必须要面对和解决的问题。
理解无功功率的消耗,必须先了解其成因。散热耗损、电子元器件内部自身损耗、磁损耗、互感器铁心的剩磁等,都会形成电路的无功功率;电容器、电感器、变压器、电源等被称作无功元件,当电流在其中流过时,电路会产生无功功率。此外,在不平衡负载条件下,会出现一定的不对称性,这也会使得无功功率产生。这些产生无功功率的因素,都会使得电能在电路中来回流动,不能发挥实际的功效,导致电路效率下降。
影响无功功率消耗的因素,首先是电路中无功元件的数量和质量分布。通常来说,无功元件较多的电器,会消耗更多的无功功率。正是由于这个原因,电容器银行和补偿电容器被广泛应用在电力系统中。其次,电网电压的不稳定,也会导致电路中的无功功率过大。这是因为电流大小将取决于电网电压的大小。同时,失稳的电压可能会导致相位差的变化,使得电路中出现大量的无功功率。
为了减少无功功率的消耗,可以从以下三方面入手:
1、改进电路设计。启用具有良好线路电源状况下交流变化的可调节互感器,并在电路中应用具有良好品质的无功元件,以减少无功功率的消耗。
2、提高供电可靠性,提供稳定的电网电压。这可以通过升级电力系统、添加补偿电容器、降低网络阻抗、减少或消除各种不平衡的因素等来实现。
3、配置电流过滤器道。这个方法有可能是最实用的,电流过滤器可以有效地限制或消除电路中的无功功率,从而减少电能的浪费。