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变压器消耗的无功功率是什么意思?

作者:机械网
文章来源:本站

  变压器消耗的无功功率是什么意思?

  答:首先得了解变压器的工作

  原理是什么?

  变压器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律,将某一种电压、电流、相数的电能转变成另一种电压、电流、相数的电能它具有电压变换、电流变换、阻抗变换和电气隔离的功能。变压器的结构主要由铁心和套在铁心柱上的绕组组成,通常输人电能一侧的绕组称为一次绕组,输出电能一侧的绕组称为二次绕组,现在以单相双绕组变压器为例说明其工作原理,其原理如下所示。变压器消耗的无功功率是什么意思?

  ① 电压变换原理;如上图(a)所示,设一次绕组匝数为N1,二次绕组匝数为N2,在二次绕组开路时,一次绕组接上有效值为U1交流电后,有空载电流Io通过,它产生的交变磁通也穿过二次绕组;根据电磁感应定律,二次绕组两端感应产生一个交变电压,其有效值设为U2。在不计较变压器铜损和铁损时,U1、U2分别为U1=4.44fN1φm,U2=4.44fN2φm;f是交流电频率;φm是铁芯中最大磁通量,于是得出:U1/U2≈N1/N2=K;K称为变比。

  ② 电流变换原理;当二次绕组上接上负载Z,二次绕组便有I2通过,一次绕组电流也从空载电流Io增大为I1,如上图(b)所示。在忽略铜损和铁损,输入功率I1U1和输出功率I2U2近似相等,即:I1U1=I2U2或I1/I2=U2/U1=1/K;上式表明,一次绕组通过的电流有效值与二次绕组所通过的电流有效值之比等于变比K的倒数,这就是变压器电流变换的原理。

  ③ 变压器的转换效率η;它指在额定功率下,变压器的输出功率与输入功率之比;即η=P2/P1×100%;事实上变压器的效率不可能达到100%,变压器在传输电能必然要产生损耗,而这种损耗主要来源于铜损和铁损。见下图所示。变压器消耗的无功功率是什么意思?

  铜损是指绕组线圈电阻所引起的损耗,即电流通过线圈电阻时会发热,使部分电能转换成热能而消耗掉了。

  ④ 铁损指两方面,一是磁滞损耗,二是涡流损耗;交流磁场都会产生磁力线,在磁场与磁力线的作用下,会产生感应电动势,这些电流自动形成闭合环路,故称为涡流;另外磁芯也存在一定的电阻,所以涡流会导致磁芯发热而造成一部分电能损耗。

  无功功率的定义是:在具有纯电感的电路中,电感在半个周期的时间里把电源的能量变成磁场能量储藏起来,而在另外半个周期里又把储藏的磁场能量送还给电源。它们只是与电源进线能量的交换,并没有真正消耗能量。我们把电感与电源之间的能量交换的最大速度叫做无功功率,用符号Q表示,它的计算单位为乏兹(Var)或千乏兹(KVar)。

  简单地说,变压器工作需要建立交变磁磁场,才能够进行能量转换和传递,为了建立交变磁场和感应磁通而需要电功率,这个电功率称为此时变压器的无功功率。这里所说的“无功”并不是“无用”的电功率,只不过它的功率并不转化为机械能与热能;因此变压器在供电系统中是允许存在的。

  以上为个人观点,仅供提问者和上有类似需要了解的阅读者们参考,希望对大家有一点帮助。

  知足常乐2019.4.27日于上海

  

  有功功率是可使用功率的平均值,w瓦。

  无功功率是传送有功功率的载体,var乏。

  视在功率是电压电流有效值的乘积,va伏安。

  耗散功率是浪费掉的能源,w瓦。

  变压器的无功功率指的是为了使能源传送与使用,通过交变的方式进行输送,电磁感应的方式进行传递,整流的方式进行转换而必须消耗的功率。

  就好像收音机,我们需要的是音频,而发送的是高频,釆用的是载波方式。载波消耗就是无功功率。

  变压器电磁转换时需要磁场,而磁场的形成与维持需要消耗一部分能量,这个能量就是无动功率,是为了达到传递而消耗的能量。

  一只电阻带一只灯,电阻降压是无功功率,产生的热量是耗散功率(包括灯的热量),产生的光能是有功功率,整体为视在功率。

  变压器除了输出功率,还有热损(耗散),铁损(无功),铜损(内阻)。

  本文力求简捷,快速了解概念,可能会出现疏漏造成概念混淆,请发现者一定要及时赐教。

  

  最简单的道理就是;

  一,初级绕组的空载电流*初级电压=损耗功率。

  二,满载时的初级总功率,减去满载次级功率,也是损耗功率。

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