為什麼會存在有功、無功、功率因數？見過最好的解析，通俗易懂！

在變電站投運這麼令人激動的時刻，大家最喜歡問的便是“功率對不對”、“功率怎麼是負的”、“功率因數什麼意思”，這時您該怎麼回答呢？小編在很久很久以前，大概還是上高中的時候是很會計算這些的，但是究竟為什麼存在有功、無功、功率因數，小編就不明就裡了，本期就請和小編一起來探討這些內容吧。電氣設計線上教學狄老師

（1）有功功率

定義：

有功功率是將電能轉化為其他形式的能量（機械能、光能、熱能）的電功率，以字母P表示，主要單位有瓦（W）、千瓦（KW）、兆瓦（MW）。大家知道交流電的功率不是一個恆定值，瞬時功率在一個週期內的平均值叫做有功功率，因此有功功率也通常被稱作平均功率。

計算：

三相有功功率P=3UpIpcosΦ，電力系統都是A、B、C三相，因此計算時不要忘記乘以3，否則怎麼算都不能跟裝置顯示值對應起來。在這個公式裡（Φ）為電壓和電流的相位差。這個相位差的餘弦值cosΦ（在諧波忽略不計的情況下）就是我們常說的功率因數。

方向：

電力系統中討論有功功率的問題時，多會討論它的方向性，投運的變電站大家問題最多的也集中在“有功功率方向為什麼有的正、有的負”。一般來說，流出母線有功功率為正，流入母線有功功率為負。

舉個通俗一點兒的例子，拿一個大燈泡直接接在35kV母線上（當然這是違反安規也不符合電力常識的，請勿模仿！），電能量被轉化成了光和熱，這個時候電流的方向是從母線流入燈泡的，此時燈泡在消耗功率，所以有功功率為正。相反，拿一個手搖式發電機接入35kV母線，發電機在給母線裝置提供功率，電流流入母線，此時有功功率為負。

（2）無功功率

定義：

許多用電裝置都是根據電磁感應原理工作的，如配電變壓器、電動機等，他們都是依靠交變的磁場才能進行能量的轉換和傳遞。為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率稱為無功功率，因此所謂的“無功”並不是“無用的功率”，只不過是他的功率並不轉化成機械能、熱能而已。因此在供電系統中除了需要有功電源外，還需要無功電源，兩者缺一不可。

凡是有電磁線圈的電氣裝置，要建立磁場，就要消耗無功功率。比如40W的日光燈，除了需要40W的有功功率來發光外，還需要80var左右的無功功率供鎮流器的線圈建立建立交變磁場。

計算：

無功功率Q=UIsinφ。

（3）有功無功間的聯絡：

帥哥與美女：

小電工沒事兒也刷個微博啥的，看到了一個很好的段子，跟大家分享下。有個帥哥用一個手推車搬家，把東西都掛在前面，帥哥一邊壓著車把一邊推，累的滿頭大汗；過來一個美女，坐在推車的後面，哈哈，帥哥不用壓著車把了，一下輕了不少。帥哥推得又輕鬆又愜意。。。帥哥使勁壓著車把的力是無功電流，克服摩擦力往前的推力是有功電流，把東西推到目的地是有功。

美女就是無功補償。沒有無功補償，供電系統也能工作，就是累點，耗能厲害；有了美女，男女搭配，幹活不累，效率高，還開心。

東西在前面，美女在後面，是容性無功。

東西在後面，美女在前面，是感性無功。

（4）視在功率

定義：

視在功率S，衡量一個用電裝置對上級供電裝置的功率需求，也就是說為確保網路能正常工作，外電路需傳給該裝置的能量。它不表示交流電路實際消耗的功率，只表示電路可能提供的最大功率或電路可能消耗的最大有功功率。

計算：

三相視在功率S=3UpIp，此處Up為相電壓，但是視在功率一般採用線電壓計算，此時應為，此處U為線電壓。

（5）功率因數

定義：

電壓跟電流相位差的餘弦值（諧波忽略不計的情況下）叫做功率因數。功率因數的大小與電路的負荷性質有關，白熾燈、電阻爐等電阻負荷的功率因數為1，一般具有電感性負荷（電焊機、空調等）的電路功率因數都小於1。

功率因數是電力系統中一個重要的技術資料。他是衡量電氣裝置效率高低的一個係數，功率因數低說明用於交變磁場轉換的無功功率大，從而降低了裝置利用率，增加了線路供電損失。

計算：

功率因數是有功功率和視在功率的比值，即cosΦ=P/S。

什麼叫運算功率？什麼叫運算負荷？一個變電所的運算負荷如何計算？

想了解更多精彩內容，快來關注電氣設計狄老師