为什么无功功率会影响电压？假设您有一个（弱）电力系统，其无功负载很大。如果您突然断开负载，您会遇到电压峰值。

首先，我们需要定义到底要问什么。既然您已经说明这是关于公用事业规模的电力系统，而不是运算放大器或其他东西的输出，我们知道“无功功率”是什么意思。这是电力行业使用的捷径。理想情况下，系统上的负载是电阻性的，但实际上是部分电感性的。他们将此负载分为纯电阻和纯电感组件，并将传递给电阻的内容称为“有功功率”，将传递给电感的内容称为“无功功率”。

这引起了一些有趣的事情，例如传输线上的电容器是无功发电机。是的，这听起来很有趣，但是如果您遵循上述无功功率的定义，这一切都是一致的，并且不会违反任何物理原理。事实上，电容器有时被用来“产生”无功功率。

来自发电机的实际电流比电压滞后一个小相位角。与其将其视为幅度和相位角，不如将其视为具有不同幅度的两个独立分量，一个在 0 相位，另一个在 90° 相位滞后。前者是产生有功功率的电流，后者是无功功率。描述相对于电压的总电流的两种方式在数学上是等效的（每一种都可以明确地转换为另一种）。

所以问题归结为为什么发电机电流滞后电压 90° 会导致电压下降？我认为这个问题有两个答案。

首先，任何电流，无论相位如何，仍然会在系统中不可避免的电阻上产生电压降。该电流在电压峰值处穿过 0，因此您可能会说它不应该影响电压峰值。然而，在电压峰值之前电流是负的。这实际上会在开路电压峰值之前立即导致更高的明显（在串联电阻上的电压降之后）电压峰值。换句话说，由于非零源电阻，视在输出电压在不同位置具有与开路电压不同的峰值。

我认为真正的答案与问题中未说明的假设有关，即围绕发电机的控制系统。通过去除无功负载，您真正看到的反应不是裸发电机的反应，而是发电机及其控制系统补偿负载变化的反应。同样，系统中不可避免的电阻乘以无功电流会导致实际损失。请注意，其中一些“电阻”可能不是直接电阻，而是投射到电气系统的机械问题。这些实际损耗将增加发电机的实际负载，因此去除无功负载仍会减轻一些实际负载。

产生无功功率的“系统”越广泛，这种机制就越重要。如果系统包括传输线，则无功电流仍会导致传输线中的实际 I ² R 损耗，从而导致发电机上的实际负载。

考虑弱电力系统的源阻抗既有电阻分量又有无功分量（即与 RL 组合串联的“理想”电压源）。正如电阻负载会与电源形成“分压器”一样，无功负载也会这样做。通过将标准分压器规则应用于复阻抗，观察结果的原因（感性负载的压降大于纯电阻负载）变得清晰。

换句话说，有两种方法可以从无功源阻抗中获得更多电流 - 一种是增加电压降，第二种是增加电感元件上的相移。添加具有相同“符号”复阻抗的无功负载会减少相移（因为系统中产生的交流电流在负载上产生的电压与源的“理想”组件的电压更同相），所以源阻抗上的电压降必须增加以提供相同的负载电流。

我对这个问题的另一种解释与瞬态有关，当流过电感器的大电流（所有布线都具有电感特性）被中断时，塌陷的磁场会在电感器中引起与 di/dt 成比例的电压升高。这会在一个周期的一小部分内在负载上产生一个瞬态峰值，但是如果系统中有很大的电容，则可能会发生振铃（振荡），从而将瞬态分散到几个周期内。这些瞬变使重感性负载的切换成为设计挑战。

“如果你突然断开负载，你会遇到电压峰值。” 我建议你查一下费兰蒂效应。当您移除负载时，您实际上是在创建一条负载较轻的线。