视在功率 有功功率（视在功率有功功率）

抛出问题

视在功率并不是用电器实际消耗的功率，也不等于最大瞬时功率，那为什么大多数电气设备的铭牌上都标注它? 这个物理量到底有什么意义? 为什么它不守恒? 而且为什么它就等于有功和无功功率的平方和再开方呢?(“工程上常用视在功率衡量电气设备在额定电压、电流条件下最大的负荷能力或承载能力” 这句话如何理解?)

观点

1.关于视在功率与有功功率/无功功率之间的关系我们来看下图：

PS:阻性负载、感性负载在之前的文章里面有介绍

3.关于无功功率补偿无功补偿其实就是利用补偿电容，它的电流超前电压，由此来提高功率因数。

图中左下侧和右下侧的就是执行无功功率补偿的回路。它们是利用控制器测量实际功率因数值，然后用接触器接通对应数量的补偿电容，由此提高功率因数。

观点二

因为一个复杂的，日常使用的电网里面，不仅仅包含了纯电阻器件，还有无数电容性，电感性器件。对于纯电阻性器件，问题处理起来很简单，因为电阻性器件的电压和电流总是同相位的，电流多大，纯电阻上的电压就有多大

作者：韫灵遗老链接：https://www.zhihu.com/question/27328015/answer/36192907来源：知乎著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。理想的电容和电感其实是储能器件！！！在半个周期内电容和电感从电路获得能量，但是另外半个周期，又向电路释放能量，所以总的来说，理想电容和电感并没有消耗能量正是电感和电容的调皮捣蛋，所以对于一个复杂的电网，其电压相位和电流相位是不同的，在理想情况下，电网里的纯电阻元件才是能量消耗的源头，他们消耗的功率被称为有用功，而电容电感上存放的能量，被称为无用功。如果画一个复数直角坐标，规定x轴正方向为相位0度，将电网的U与I用复数矢量表示，那么任意的电网的UI之积就将是一个幅角不为零的复数矢量了，这个矢量在x轴的投影，就是有用功率，而在y轴的投影，就是无用功率，矢量本身的模（即向量长短），就是视在功率！，这也就是它就等于有功和无功功率的平方和再开方这下三者之间的逻辑关系和数学关系都清楚了吧？视在功率表明了用电器将要从电源（国家电网）获取的总功率为多少，但是并不表明这些能量我要全部用掉，有一部分能量将会以其他频率或者相位返还视在功率并不代表用电器真正消耗的功率，但是它代表了一种能量之间的交换关系，也是衡量用电器最大负荷，承受能力的指标之一值得注意的是，如果无用功过大（即UI矢量角过分接近90度），会导致用电器能量利用率底下，所回输到国家电网的杂波会扰乱原有波形，严重的情况下将导致事故，所以通常情况下会对含容或者含感电路进行处理，用电容和电感匹配用电器，使其相对电网来说是一个纯阻性器件。

严格讲，国家对功率因数是有严格限制和管控的，一方面不少大功率高度非线性用电器本身就考虑到了功率因数问题，自身已经针对其进行了阻抗匹配，另一方面在国家电网的每一级网络节点都有功率因素矫正措施。

有功功率：为消耗在电阻性元件上的功率（注意，是消耗）。它表征了电源将电能转化为其他形式的能量（比如机械能，光，热等等）的能力，相对来说，由于它转化为其它形式的能量对外做功，故称之为有功。

无功功率：为感性元件、容性元件之间进行电磁转换功率（注意，是转换）。它表征了电容和电感上能量变化的最大速率。由于它不对外做功，只在电路内进行电磁转换（即电能转换成电磁场），故称之为无功。应当指出的是，无功并不是“无用”，相反，它的作用很大，比如变压器之所以能够升压或者降压，电动机之所以通电能够旋转，都是无功建立磁场的功劳。

视在功率：是电源为负载提供的所有能量（含消耗的和转化的）。它表征了电源对外提供功率的能力，这个能力越大表征它能够承受小功率因数负载的能力就越大。

一般用电设备大多数标注有功功率，而变电和供配电设备大多标注视在功率。这是因为对于用电设备（比如电动机），我们主要关注的是它对外输出能量的能力，而这点用有功功率（kW）表示是直观的。而对于供配电设备，它们是系统的电源，它们不仅要向系统提供有功功率，还要向系统提供无功功率，所以用视在功率（kVA）最能体现电源的输出能力。还有一种特殊的设备——无功功率补偿设备，顾名思义，因为它们就是用来补偿系统内滞后的感性无功的，所以它用无功功率（kvar）来标注。