有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别,KVA与KW有什么区别?
admin
2023-06-04 22:02:44

KVA与KW有什么区别?


答案

它们是两种不同的单位。其中,KVA是视在功率的单位,KW是有功功率的单位。

引子

相信上面这个回答肯定会让大家很不满意。虽然这个回答没有错误,但是网上随便一搜都能得到这个答案,各种电工基础书都有写。

但什么是视在功率?什么是有功功率?虽然很多书上也有解答,但是我感觉不够接地气,估计很多朋友听完以后还是云里雾里。

我就从我的个人理解来介绍一下它们的区别,如果你觉得对你有帮助,记得点赞关注!

功率分类

功率一共分为三种:有功功率、无功功率、视在功率。我们先来看它们的定义

有功功率:负载把电能转化成其他形式能量的多少。它的常用单位有瓦(W)、千瓦(KW)、匹(HP)等。

无功功率:负载并没有消耗电能,只是把电能暂时储存起来的那部分能量。它的常用单位有乏(Var)、千乏(Kvar)等

视在功率:电源提供的总功率。它的常用单位有伏安(VA)、千伏安(KVA)等。

举个例子

假设我要把一批水果从楼下搬到楼上,水果里面有大西瓜、小番茄等。那么我们可以把搬大西瓜、小番茄需要的力看成有功功率;把搬框子需要的力看出无功功率;把需要的总力气看出视在功率。

有些设备它必须需要无功功率,没有无功功率就没办法工作,比如电动机。就好比你要把小番茄搬到楼上,那你就必须借助框子。也有些设备不需要无功功率,比如电阻炉。就好比你要把大西瓜搬上楼,你可以不必借助框子。

我们需要的就是把水果搬上楼,搬框子并不是我的目的。但是要想把小番茄搬上楼,就必须的借助框子。为了提高效率,我们可以采用某些办法来减轻框子的重量,把这种叫作无功补偿。

实例说明

现在我们把它放到电气设备里来理解。

假设有一个三相电机,它的主要任务就是把电转换成机械输出,也就是旋转力。但是电机在把电转换成旋转力之前,首先必须转换成磁场,然后磁场再推动电机旋转。那么有功功率就是指电机输出的旋转力,而无功功率就是指线圈内磁场的那一部分功率,视在功率就是指变压器提供的总功率。

由于变压器不仅可以输出有功功率,还可以输出无功功率;但是如果输出的无功功率多了,那么能输出的有功功率自然就少了。所以为了提高变压器有功功率的输出,那就要尽量降低无功功率的输出。

但是电机又必须要无功功率,那怎么办?这时我们就可以采用功率补偿,比如在母线上并联电容补偿柜。把本应该由电源提供的无功功率变为由补偿柜提供。这样就提高了电源的有功功率输出,从而让经济利益最大化(因为电费是按有功功率来计算的)。

相关公式

视在功率、有功功率、无功功率之间的关系:

有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别,KVA与KW有什么区别?图1视在功率和电压电流的关系(比如计算变压器电流):

有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别,KVA与KW有什么区别?图2

单相有功功率计算:

有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别,KVA与KW有什么区别?图3

三相有功功率计算:

有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别,KVA与KW有什么区别?图4

无功功率计算:

有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别,KVA与KW有什么区别?图5

功率因素计算:

有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别,KVA与KW有什么区别?图6


KVA与KW是交流电两种功率的单位,其分别是千伏.安(KVA)和千瓦(KW)。我们把伏.安(V.A)称为视在功率(S)的单位,瓦(W)称为有功功率(P)的单位,两者在物理意义上是不同的,下面我与朋友们对它俩的不同之处与朋友们聊聊:

有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别,KVA与KW有什么区别?图7

有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别

有功功率 (P)

在我们家庭中每家每户都有我们所称呼的电度表我们俗称“火表”,这个“火表”就是测量我们每个家庭所消耗的电功率的,它的单位瓦特(W),这个单位有点小,我们经常用千瓦(KW)来表示,电功率的物理意义是电流在一秒钟内所做的功我们就称为电功率。这种功率就称为有功功率(P),这种用电器所消耗的有功功率可以转化为我们所需要的各种能量,比如可转化为机械能、光能和热能等。

有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别,KVA与KW有什么区别?图8

视在功率(AV)

我们从功率三角形中可以看到所谓的视在功率就是交流电中的电压有效值与电流有效值的乘积,这个视在功率(AV)表示了电源的总功率(S),其表达式为S=U.I,表明了交流电源可以提供的总功率。在交流电源变压器中一般都用视在功率(S)来表示其功率的大小

的,如下图表示的那样。

有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别,KVA与KW有什么区别?图9

有功功率 (P)与视在功率(S)的区别

由以上有功功率 (P)和视在功率(AV)的物理意思可以知道,有功功率(P)只是电阻负载上消耗的功率其表达式为Ur.I,如果不是纯电阻负载则表达式为UIcosφ。其基本单位是瓦特(W),一般常用千瓦(KW)表示。视在功率(S)是电源的额定电压和额定电流的乘积S=UI,其基本单位是伏安,一般常用KVA表示。

无功功率(Q)的物理意义

我们所用的负载纯电阻类的比较少,大部分都是电感类负载,比如各种电机、高频炉、等等。它们在工作时有一部分能量并不能转化为我们所需要的各种能量,而是直接把电能转化为磁场能储存起来并通过电气回路与电能不停的交换,我们把它叫作无功功率。这个功率的大小表示了电源与电感性负载之间能量“吞吐”规模的大小。无功功率(Q)的单位叫Var (乏) 或 kVar(千乏) 。这样就与前面讲的有功功率(P)和视在功率(S)形成功率三角形。

有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别,KVA与KW有什么区别?图10

我们在这里必须要知道无功功率的“无功”它的含义是“交换”而不是“消耗”,是相对“有功”而言的,不能理解为“无用”。比如我们现实生活和生产中所用的变压器和各种电动机等都是根据电磁转换原理利用无功功率来工作的。

有功功率 (P)和视在功率(VA)的区别,KVA与KW有什么区别?图11

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