特高压输电与无功功率和功率因数

特高压输电
 
所谓特高压，是指由1000千伏级交流和正负800千伏级直流系统构成的高压电网.特高压电网的最大特点是长距离、大容量送电.
这是针对我国能源布局与经济发展不平衡的状况提出的一项宏伟工程.据了解，我国能源资源大部分在西部，而电力需求则集中在东部.现有电网主要以500千伏交流电和正负500千伏直流系统为主，最远电力输送距离为500公里，使电力输送能力和规模受到严重制约.而特高压电网输电距离可达1000公里至1500公里，可更好地满足经济发展对电力的需求.特高压电网建成后，可以减少发电装机2000万千瓦，每年减少发电煤耗2000万吨，年综合节电效益可达1000亿千瓦时以上.

关于无功功率和功率因数的简单介绍
1.无功功率
在交流电路中，由电源供给负载的电功率有两种；一种是有功功率，一种是无功功率。
 
有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。比如：5.5千瓦的电动机就是把5.5千瓦的电能转换为机械能，带动水泵抽水或脱粒机脱粒；各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。有功功率的符号用P表示。
 
无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。
 
无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。为了形象地说明这个问题，现举一个例子：农村修水利需要开挖土方运土，运土时用竹筐装满土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是无功功率，竹筐并不是没用，没有竹筐泥土怎么运到堤上呢?
 
在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么，这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。
 
无功功率对供、用电产生一定的不良影响，主要表现在：
(1)降低发电机有功功率的输出。
(2)降低输、变电设备的供电能力。　
　  (3)造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。　　
(4)造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。
 
从发电机和高压输电线供给的无功功率，远远满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作。这就是电网需要装设无功补偿装置的道理。
 
2功率因数
电网中的电力负荷如电动机、变压器等，属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，通常用相位角φ的余弦cosφ来表示。cosφ称为功率因数，又叫力率。功率因数是反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用程度和用电管理水平的一项重要指标。
 
　　功率因数分为自然功率因数、瞬时功率因数和加权平均功率因数。
　　(1)自然功率因数：是指用电设备没有安装无功补偿设备时的功率因数，或者说用电设备本身所具有的功率因数。自然功率因数的高低主要取决于用电设备的负荷性质，电阻性负荷(白炽灯、电阻炉)的功率因数较高，等于1，而电感性负荷(电动机、电焊机)的功率因数比较低，都小于1。
　　(2)瞬时功率因数：是指在某一瞬间由功率因数表读出的功率因数。瞬时功率因数是随着用电设备的类型、负荷的大小和电压的高低而时刻在变化。
　　(3)加权平均功率因数：是指在一定时间段内功率因数的平均值，其计算公式为：
　　提高功率因数的方法有两种，一种是改善自然功率因数，另一种是安装人工补偿装置。